CN110462132B - 生产纸，纸板或类似物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产纸、纸板或类似物的方法。该方法包括获得包含木质纤维素纤维的纤维原料，并将包含阳离子合成聚合物的助留剂体系添加到纤维原料中，并由纤维原料形成纤维纸幅并干燥该纤维纸幅。将微纤化非木质纤维素作为助留剂体系的组分与阳离子合成聚合物相继地加入到纤维原料中。

Description

生产纸，纸板或类似物的方法
技术领域
本发明涉及根据所附独立权利要求的前序部分的用于制造纸、纸板或类似物的方法。
背景技术
在纸和纸板制造中，纤维原料的固体颗粒，例如无机矿物填料颗粒、细小纤维(fiber fines)、添加的工艺化学品等被捕获在所形成的纤维纸幅中。此过程称为留着。从经济和定性的观点来看，各种纤维原料组分良好且均匀地留着在所成形的纸幅中是有利的，因为它减少了添加剂的损失并改善了所形成的纸的质量。当在纸和纸板制造中使用的再循环纤维增多时，留着率变得越来越重要。含有大部分再循环纤维的纤维原料通常显示较短的平均纤维长度和较高量的固体，其可归类为细小纤维。此外，基于再循环纤维的纤维原料可能含有大量的干扰物质。短纤维、细纤维和/或其他小尺寸物质的留率要求很高，需要特别注意。
可以使用各种助留剂，并且可以将它们添加到纤维原料中以改善添加剂、细小纤维、干扰物质等对纤维素纤维和所成形的纸幅的留着率。助留剂通常是合成或半合成的聚合化合物。合成聚合物的使用增加了成本，这在生产更便宜等级的纸和纸板时不是优选的。应该注意的是，这些较便宜的等级通常使用再循环纤维和/或其他不太完美的纤维材料作为原料。因此，需要新的有效的留着体系，其将具有经济竞争力，可生产良好质量的最终产品，并适用于包含大量细小纤维的短纤维原料。
鉴于聚合物制造的生态影响以及对聚合物的广泛使用可能的有害环境影响的持续讨论，对合成聚合物化合物的替代解决方案的需求也在增长。人们越来越希望在纸和纸板制造中减少合成化学品的使用，并通过使用基于天然物质的替代化学品和添加剂来进一步改善纤维素产品的环境方面和可持续性，所述天然物质优选甚至是可生物降解的。
粉尘形成是纸和纸板制造以及转换和印刷过程中的问题。粉尘含有小颗粒，其可以是有机的(如细小纤维)，或无机的，如填料颗粒。小的粉尘颗粒容易积聚到生产机器或设备的开放结构和空腔中，并由此变脏并需要定期清洁。如果粉尘阻止光学或其他测量装置的功能，则尤其成问题，因为这可能导致来自生产和/或错误生产过程的错误数据。此外，粉尘可能会磨损生产设备。例如，缸和刮刀之间的粉尘可能导致刀片腐蚀或损坏干燥织物。有机粉尘也可能引起火灾安全问题，特别是在温度升高的地区。
通过使用已添加到纤维原料中或施加在成形网上的各种防尘剂，减少了粉尘的形成。然而，仍然需要新的有效方法，利用这些方法可以以简单的方式减少纸或纸板制造过程中的粉尘形成。
发明内容
本发明的目的是最小化或甚至消除现有技术中存在的缺点。
本发明的一个目的是提供一种方法，利用该方法可以实现纤维原料组分的有效和均匀留着。
本发明的另一个目的是改善纤维原料组分的留着率，同时至少保持排水性能。
本发明的另一个目的是提供一种方法，利用该方法可以减少纸或纸板制造过程中的粉尘形成。
这些目的通过具有下面在独立权利要求的特征部分中呈现的特征的本发明来实现。一些优选实施方案在从属权利要求中公开。
具体实施方式
用于生产纸、纸板或类似物的典型方法在权利要求1中定义。该方法至少包括以下步骤：
-获得包含木质纤维素纤维的纤维原料，并向纤维原料中添加包含阳离子合成聚合物的助留剂体系，
-由纤维原料形成纤维纸幅并干燥该纤维纸幅，
其中将微纤化纤维素作为助留剂体系的组分与阳离子合成聚合物相继地加入到纤维原料中。
现在已经令人惊讶地发现，微纤化纤维素，特别是当包含微纤化非木质纤维素时，当其与用作助留剂体系的组分的阳离子合成聚合物一起使用时，改善了留着率。微纤化纤维素的使用使得可以减少阳离子合成聚合物的量，同时仍然提供良好或甚至更好的留着结果。以这种方式，可以提供更可持续的替代物，其可用于改善填料、细小纤维和/或其他添加剂的留着率。此外，出乎意料地观察到，本发明中定义的助留剂体系组分的特定组合还可以改善纤维原料的排水。
在本申请的上下文中，术语“微纤化纤维素”被理解为是游离的、有时是半结晶的纤维素原纤维结构或游离的纳米尺寸的纤维素原纤维束。微纤化纤维素的直径为2-60nm，优选4-50nm，更优选5-40nm，其长度为几微米，优选小于500μm，更优选为2-200μm，甚至更优选为10-100μm，最优选10-60μm。微纤化纤维素通常包含10-50个微原纤维束。微纤化纤维素可具有高的结晶度和高的聚合度，例如聚合度DP，即聚合物中单体单元的数目，可为100-3000。此外，微纤化纤维素可以是具有高弹性模量，例如为10-105Pa的悬浮液。
用作助留剂体系的组分的微纤化纤维素包含源自非木质来源的微纤化纤维素，并且优选包含微纤化的薄壁组织纤维素。微纤化纤维素可以源自蔬菜，例如甜菜浆、马铃薯浆、木薯浆、甘薯；水果，如柑橘皮；纤维素髓，如甘蔗髓、玉米髓、竹髓；及其混合物。已经观察到，微纤化的非木质纤维素在纸、纸板或类似物的制造中普遍存在的工艺条件下易于处理。此外，当用作助留剂体系(其还包含合成的阳离子聚合物)中的组分时，微纤化非木质纤维素提供了良好的结果。
根据一个实施方案，微纤化纤维素可包含源自硬木或软木或其混合物的微纤化纤维素。优选地，源自硬木的纤维素纤维用于生产微纤化纤维素。硬木纤维素纤维可选自桦木纤维、桉树纤维、阿拉伯胶纤维、白杨纤维、枫树纤维、杨木纤维、刺槐纤维或其任何混合物。根据一个优选的实施方案，微纤化纤维素包含源自漂白的桦木纤维的微纤化纤维素。木质纤维素纤维可以通过使用任何常规的制浆方法制造，并且它们可以是漂白的或未漂白的。
根据本发明的一个实施方案，微纤化纤维素包括来自非木质来源的微纤化纤维素，以及源自硬木、软木或其混合物的微纤化纤维素。优选地，来自非木质来源的微纤化纤维素的量高于源自硬木、软木或其混合物的微纤化纤维素的量。
在本发明的上下文中，术语“微纤化薄壁组织纤维素”是指通过使富含植物基纤维素的材料原纤化而获得的微纤化纤维素，该材料包括基本上初生的细胞壁结构，即薄壁组织细胞。因此，微纤化纤维素包含源自初生细胞壁结构，即薄壁组织细胞的纤维素原纤维。薄壁组织在此被理解为植物的基本组织，包含具有薄的初生细胞壁的细胞。茎的皮质和髓、叶的内层，以及水果和蔬菜的柔软部分都是由薄壁组织构成的。薄壁组织细胞在成熟时保持活力，并执行各种功能，例如储水、更换受损组织和对植物结构提供物理支持。微纤化的薄壁组织纤维素是从非木质来源获得的，其优选包括薄且柔韧的初生细胞壁并且没有次生细胞壁结构。微纤化的薄壁组织纤维素可以源自蔬菜，例如甜菜浆、马铃薯浆、木薯浆、甘薯；水果，如柑橘皮；纤维素髓，如甘蔗髓、玉米髓、竹髓；及其混合物。
根据本发明的一个优选实施方案，助留剂体系的微纤化纤维素主要或基本上包含微纤化的非木质纤维素。根据本发明的又一个实施方案，微纤化纤维素主要或基本上包含微纤化的薄壁组织纤维素。根据一个实施方案，微纤化纤维素是微纤化的薄壁组织纤维素。
根据本发明的一个实施方案，包含微纤化的薄壁组织纤维素或由微纤化的薄壁组织纤维素组成的微纤化纤维素具有：
-在100rpm剪切速率下，在浓度为1.0重量％时测量的布氏粘度为至少10Pas，优选至少100Pas，和/或
-在0.1重量％浓度下测量的浊度值为小于1000NTU，优选为100-700NTU，和/或
-在pH 7.5下的净电荷为-0.001至-1.99meq/g，优选-0.01至-1.50meq/g，更优选-0.05至-1.0meq/g。
通常，高粘度和低浊度表明包含微纤化薄壁组织纤维素或由微纤化薄壁组织纤维素组成的微纤化纤维素的良好原纤化程度。根据本发明的一个实施方案，在100rpm剪切速率和1.0重量％的浓度下，使用配备有叶片几何形状(V-72)的Brookfield DV3T粘度计(Brookfield Engineering Laboratories，Middleboro，USA)测量，包含微纤化薄壁组织纤维素或由微纤化薄壁组织纤维素组成的微纤化纤维素的布氏粘度范围为0.01-10000Pas，优选10-10000Pas，更优选100-10000Pas，甚至更优选200-850Pas。
根据一个优选实施方案，在50rpm和1.0重量％的浓度下，使用配备有叶片几何形状(V-72)的Brookfield DV3T粘度计(Brookfield Engineering Laboratories，Middleboro，USA)测量，包含微纤化薄壁组织纤维素或由微纤化薄壁组织纤维素组成的微纤化纤维素的布氏粘度范围可为500-2000Pas，优选800-1400Pas，更优选900-1300Pas。
无论其来源如何，通常使用稠度为0.5-4重量％，优选1-2重量％的微纤化纤维素。在这种稠度下，微纤化纤维素通常是剪切稀化的，这意味着它可以在工业过程中被容易地泵送和运输。微纤化纤维素可以通过在常规碎浆机中分散至合适的稠度来稀释。例如，可以使用具有10-25重量％，优选10-15重量％的高稠度的微纤化纤维素，其在碎浆机中用水分散成所需的稠度。
助留剂体系的微纤化纤维素可以添加剂量(即单剂量)形式添加，或在不同的工艺位置以若干剂量添加到纤维原料中。微纤化纤维素可以1-5个剂量加入。根据本发明的一个实施方案，将助留剂体系的微纤化纤维素的至少一部分，优选全部，加入到稠浆中，该稠浆的稠度为≥2重量％，优选2-6重量％，更优选3-5重量％。已经观察到，向稠浆中加入微纤化纤维素改善了助留剂体系的效率，尤其是细小纤维部分和/或无机填料的留着率。还观察到可以同时改善纤维原料的排水。
以相对于每吨纤维原料的干固体的干材料计，微纤化纤维素可以1-50kg，优选1-30kg，更优选5-30kg，甚至更优选10-30kg的总量加入到纤维原料中。优选将微纤化纤维素总量的至少20％，更优选至少50％，甚至更优选至少70％或至少90％加入到稠浆中。根据一个优选的实施方案，将所有微纤化纤维素加入到稠浆中。
根据一个实施方案，包含微纤化纤维素的纤维原料，即加入微纤化纤维素后的纤维原料，经受机械处理步骤，其中优选使纤维原料经受由机械设备提供的剪切力。合适的机械设备可以是例如热磨机、精炼机、高剪切混合器、磨床、粉碎机、转子-定子混合器、转子-转子混合器或超声波粉碎机。当纤维原料和微纤化纤维素同时经受机械处理(例如精炼)时，纤维表面被活化以进行最大程度的相互作用。经受机械处理的纤维原料除了微原纤化纤维素外还可以包含其他添加剂，例如强度剂或排水剂。添加剂可以是阴离子或阳离子的。根据一个实施方案，添加剂是阳离子淀粉，其改善排水。
通过比能耗(SEC)表示的包含微纤化纤维素的纤维原料所经受的机械处理的量可以为5-350kWh/t，优选20-250kWh/t。机械处理，例如精制、研磨、粉碎或崩解可以作为一次处理或几次连续处理进行。已经观察到，这种机械处理可以改善纤维原料的排水。
或者，将包含微纤化纤维素和助留剂体系的至少一部分阳离子合成聚合物的纤维原料进行如上所述的机械处理。
助留剂体系的阳离子合成聚合物可选自聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷(PEO)、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的均聚物或共聚物、多胺、聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙烯胺(PVAm)和聚双氰胺聚合物树脂。例如，助留剂体系的阳离子合成聚合物可以是具有高电荷密度的高分子量聚环氧乙烷或低分子量聚合物，例如二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的均聚物或共聚物。也可以使用两种或几种阳离子合成聚合物的组合。阳离子合成聚合物可以是线性或支链的，或者它可以是梳形聚合物或星形聚合物。
优选地，助留剂体系的阳离子合成聚合物是阳离子聚丙烯酰胺。根据一个优选的实施方案，用于助留剂体系的阳离子合成聚合物可以是阳离子聚丙烯酰胺，其平均分子量为4,000,000-18,000,000Da，优选4,000,000-12,000,000Da，更优选7,000,000-10,000,000Da，和/或其电荷密度为0.2-2.5meq/g，优选0.5-1.5meq/g，更优选0.7-1.2meq/g。已经观察到，所选择的平均分子量和/或电荷密度不仅提供与纤维原料组分的良好相互作用，而且提供与微纤化纤维素的良好相互作用，该微纤化纤维素形成助留剂体系的另一组分。如果需要，良好的相互作用使得可以减少阳离子合成聚合物的量。此外，纤维原料在纸或纸板制造过程中显示出改善的留着率和排水。
在本申请的上下文中，应理解阳离子合成聚合物也可含有局部的阴离子电荷，只要聚合物的净电荷是阳离子性即可。
将包含微纤化纤维素和阳离子合成聚合物的助留剂体系的组分依次加入到纤维原料中。优选在加入至少一部分阳离子合成聚合物之前，将至少一部分微纤化纤维素加入到纤维原料中。更优选地，将微纤化纤维素和助留剂体系的阳离子合成聚合物总量的至少50％以此顺序加入到稠浆中，并将剩余量的阳离子合成聚合物加入到稀浆中。根据一个实施方案，这些组分的两次连续的顺序添加之间的时间最长为30秒。
根据本发明的一个实施方案，纤维原料可以在包含微纤化纤维素和阳离子合成聚合物的助留剂体系的组分的连续的顺序添加之间经受机械处理步骤或至少一个剪切阶段。例如，将至少一部分微纤化纤维素加入到纤维原料中，使纤维原料经受剪切阶段，然后将至少部分阳离子合成聚合物加入到纤维原料中。
助留剂体系的阳离子合成聚合物可以一个添加剂量(即单剂量)形式添加，或在不同的工艺位置以几个剂量添加到纤维原料中。阳离子合成聚合物可以1-5个剂量加入，优选2-4个剂量。根据本发明的一个实施方案，将至少一部分阳离子合成聚合物加入到稠浆中，该稠浆的稠度为≥2重量％，优选2-6重量％，更优选3-5重量％。观察到，将阳离子合成聚合物加入到稠浆中会在留着率和纤维原料的排水方面产生意想不到的改善。
根据本发明的一个优选实施方案，将阳离子合成聚合物的第一部分加入到稠浆中，并且将阳离子合成聚合物的第二部分加入到稀浆中；稠浆的稠度为≥2重量％，优选2-6重量％，更优选3-5重量％；稀浆的稠度为<2重量％，优选0.2-1.99重量％，更优选0.3-1.5重量％。令人惊讶地观察到，将至少部分阳离子合成聚合物添加到稠浆中提供了对于网部留着率(wire retention)和纤维原料排水方面的显著改善。
观察到以两个或更多个剂量添加阳离子合成聚合物，尤其是添加到稠浆和稀浆中，使得可以使用更少量的合成聚合物，同时保持或改善留着率和排水。在不受理论束缚的情况下，假设以两个或更多个剂量添加对于絮凝物形成具有积极效果，因此增强了留着率和排水性两者。
助留剂体系的阳离子合成聚合物可以以0.1-2kg/t，优选0.2-1.5kg/t的总量加入到纤维原料中。优选将阳离子合成聚合物总量的至少45％，更优选至少60％，甚至更优选至少80％加入到稠浆中。或者，将阳离子合成聚合物总量的至多55％，更优选至多40％，甚至更优选至多20％加入到稀浆中。
纤维原料包含可通过任何已知的制浆方法获得的纤维素纤维。例如，纤维原料可包括通过机械制浆、化学热机械制浆或通过再浆化再循环或回收的纤维获得的纤维素纤维。
根据本发明的一个优选实施方案，纤维原料包括源自旧瓦楞纸板(OCC)和/或再循环纤维材料的纤维。OCC可包括使用过的再循环未漂白或漂白的牛皮纸浆纤维、硬木半化学纸浆纤维、草浆纤维或其任何混合物。根据本发明的一个实施方案，纤维原料包含至少20重量％，优选至少50重量％的源自OCC或再循环纤维材料的纤维。在一些实施方案中，纤维原料可包含甚至>70重量％，有时甚至>80重量％的源自OCC或再循环纤维材料的纤维。
根据一个实施方案，微纤化纤维素可以加入稠度≥2重量％的稠浆中，并用作防尘剂。用于减少纸、纸板或类似物的制造中的粉尘的方法至少包括以下步骤：获得包含木质纤维素纤维的纤维原料并由纤维原料形成纤维纸幅，干燥该纤维纸幅，其中将包含微纤化纤维素的防尘剂添加到稠度≥2重量％的稠浆中。令人惊讶地发现，向纤维原料中加入微纤化纤维素有效地减少了纸或纸板制造过程中的粉尘形成。有时可以改善留着率并同时减少粉尘。防尘剂可包含至少85重量％，优选至少90重量％，更优选至少95重量％，甚至更优选至少97重量％的微纤化纤维素。根据本发明的一个实施方案，防尘剂中微纤化纤维素的量可以为50-99重量％，优选85-99重量％，更优选90-99重量％，甚至更优选95-99重量％。百分比由防尘剂的总的干固体计算。
如上所述，防尘剂中的微纤化纤维素可以源自硬木或软木或它们的任何混合物。或者，防尘剂中的微纤化纤维素源自非木质来源。防尘剂中的微纤化纤维素可以是微纤化的非木质纤维素和/或微纤化的薄壁组织纤维素。例如，防尘剂中的微纤化纤维素可以源自蔬菜，例如甜菜浆、马铃薯浆、木薯浆、甘薯；水果，如柑橘皮；纤维素髓，如甘蔗髓、玉米髓、竹髓；及其混合物，如上所述。
根据一个实施方案，防尘剂由微纤化纤维素组成。这意味着防尘剂仅由微纤化纤维素和水组成，并且不含其他组分。
根据本发明的一个实施方案，将包含微纤化纤维素的防尘剂加入稠浆中，该稠浆的稠度为2-6重量％，优选3-5重量％。假设不受任何理论的束缚，微纤化纤维素在加入到稠浆中时，特别是如果进行机械处理，则能够与不同的细小纤维原料组分相互作用，并且在该过程的后期减少粉尘。防尘剂可以单一剂量添加到纤维原料中，或者以几个剂量添加到不同的工艺位置。例如，防尘剂可以1-5个单独的连续剂量加入。包含防尘剂的纤维原料，即在添加包含微纤化纤维素的防尘剂后的纤维原料，可以进行机械处理步骤，如上所述，其中优选纤维原料经受由机械设备提供的剪切力。
可以向纤维原料中加入防尘剂，防尘剂加入量使得微纤化纤维素的添加量为1-100kg，优选5-70kg，更优选15-50kg，以相对于每吨纤维原料的干固体的干材料计。
用于减少纸、纸板或类似物的制造中的粉尘的方法适用于如上所述的纤维原料。纤维原料可包括，例如，通过机械制浆、化学制浆、化学热机械制浆或通过再制浆再循环纤维获得的木质纤维素纤维。纤维原料可单独地包含漂白或未漂白的原生纤维或除了源自OCC或再循环纤维材料的纤维外，还包含漂白或未漂白的原生纤维。当纤维原料包含至少10重量％，优选至少15重量％，更优选至少20重量％的细小纤维时，该方法是特别合适的。纤维原料中细小纤维的量可以为1-30重量％，优选10-30重量％。
当将包含微纤化纤维素的防尘剂添加到稠浆中时，除了防尘剂之外，还可以向纤维原料中添加强度剂和助留剂。强度剂和/或助留剂可以加入到稠浆或稀浆中。可以使用与上述相同的阳离子合成聚合物作为助留剂。
微原纤纤维素适合作为防尘剂以用于制造不同等级的印刷纸、制袋用纸、纸板和纸巾。
实验
在以下非限制性实施例中公开了本发明的一些实施方案。
留着实施例1
在使用由再循环纤维等级滚转(on-roll)制造的干纸等级的中试纸机中测试包含微纤化纤维素和阳离子合成聚合物的助留剂体系的性能。通过将大约75kg干纸压碎到温度为8-10℃的3m3当地自来水中来分批制备纤维原料。
使所制备的纤维原料在2.25重量％的进料稠度下在Esser-Wysch 13A精炼机中经受混合、泵送和温和精制(类似于疏解步骤)，操作该精炼机以向纤维原料提供大约4kWh/t。
目标白水条件为：电导率8000mS/cm；钙水平800ppm Ca2+；电荷水平1500meq/l。通过添加丙酸钙(Caldic，埃斯波，芬兰)、Na2SO4(Algol，埃斯波，芬兰)和阴离子羧甲基纤维素Staflo Exlo(Akzo Nobel，哥特堡，瑞典)来调节阴离子杂质水平。这些添加物如下添加至再制浆的造纸纤维原料中：首先加入3.72g/l的丙酸钙以达到3500mS/cm的电导率，然后按顺序加入4.67g/l的Na2SO4和3.5mg/l的羧甲基纤维素。
将制备的纤维原料加入中试纸机中，用白水稀释至流浆箱稠度。每个制浆批次的白水体积为大约8.5m3，如下：碎浆机2m3；四个混合箱5m3；白水循环大约1.5m3。纤维原料在30m/min的速度下于网(wire)上形成幅材(web)，其中通过四个真空箱，一个真空辊和两个压区，50MPa和70MPa以及11个平均效果为120kW的烘缸，产率为大约90kg/h。
图R1中显示了中试机设置的示意图。可能的化学品加料位置如图R1中所示。将稠度>2重量％的稠浆从成浆池的1、2处加入到低稠度的精制机4中。用于助留剂体系的组分的第一加料点D1位于泵3之前，第二加料点D2位于精制机4之后。通过第一和第二加料点D1、D2向稠浆中加入组分。
在精制机4之后，通过从白水箱5中泵出白水并将其与稀浆混合，用白水将稠浆稀释成稀浆。然后通过泵6将稀浆泵送到流浆箱7。所得稀浆的稠度为0.45-0.55重量t％。另外的加料点D8、D9位于稀释阶段之后但在流浆箱7和成形网8之前。常规地，助留剂在加料点D8和D9或其紧邻附近添加到稀浆料中。
留着实施例1中的助留剂体系包含固含量为12重量％的基于甜菜的微纤化纤维素(MFC)，以及包含阳离子合成聚合物(Fennopol K3400，Kemira Oyj)。此外，将助留剂/排水剂：阴离子二氧化硅溶胶(ECA NP2180，AkzoNobel Ab)加入到纤维原料中。
微纤化纤维素和阳离子合成聚合物的添加量以及它们的加料位置在表1中给出。
表1中的纤维原料的排水率以排水能力(单位[mL/10s])和Schopper-Riegler值(单位[°SR])给出，该排水能力通过使用底部插有喷嘴的改进CSF装置测量，该Schopper-Riegler值通过使用4-4.65g/l原料从纤维原料直接测量。通过使用流浆箱(HB)和网部水(WW)稠度[重量％]来确定总的水留着水平，FPR。
表1.使用的MFC和其他化学品的量、加料位置和留着结果
Figure BDA0002215651060000131
Pos.＝添加位置，参见图1。
从表1可以看出，在试验27和28中，在位置1加入微原纤化纤维素，在位置2和8二者加入阳离子合成聚合物，与试验20或与参考相比，排水和网部留着率FPR显著增加。还可以看出，所添加的聚合物剂量的增加导致排水的明显增加(试验28)。另一方面，使用更小剂量可获得类似的排水和留着结果(试验27vs.试验36)。这意味着当加入的微原纤化纤维素的量恒定时，向稠浆和稀浆中加入阳离子合成聚合物可同时改善留着率和排水。
当将合成聚合物的单一添加相互比较时，可以看出，在位置2的添加，即稠浆产生更好的网部留着结果。
留着实施例2
留着实施例2以与留着实施例1类似的方式进行，不同之处在于使用由再循环纤维等级滚转制造的不同干纸等级。其他纤维原料以相同方式制备。
使制备的纤维原料在2.25重量％的进料稠度下在Esser-Wysch 13A精炼机中经受混合、泵送和温和的精制(类似于疏解步骤)，操作该精炼机以向纤维原料提供大约17kWh/t。
目标白水条件为：电导率3500mS/cm；钙水平100ppm Ca2+；电荷水平200meq/l。通过添加丙酸钙(Caldic，埃斯波，芬兰)、Na2SO4(Algol，埃斯波，芬兰)和阴离子羧甲基纤维素Staflo Exlo(Akzo Nobel，哥特堡，瑞典)来调节阴离子杂质水平。这些添加物如下添加至再制浆的造纸纤维原料中：首先加入0.46g/l的丙酸钙以达到3500mS/cm的电导率，然后以此顺序加入2.5g/l的Na2SO4和3.5mg/l的羧甲基纤维素。
将制备的纤维原料加入中试纸机中，并且如留着实施例1所述进行稀释。
留着实施例2中的助留剂体系和其他化学品与留着实施例1中的相同。
微纤化纤维素和阳离子合成聚合物的添加量以及它们的加料位置在表2中给出。留着结果以与留着实施例1中相同的方式定义。
从表2中可以看出，在位置2和8处添加阳离子合成聚合物的试验10导致比试验3或参考更高的网部留着率FPR。在所有试验点中，排水似乎保持在相同水平，即没有观察到明显的损害。
表2.所使用的MFC和其他化学品的量、加料位置和留着结果。
Figure BDA0002215651060000141
Pos.＝添加位置，参见图1。
防尘实施例1
在中试纸机中测试包含微纤化纤维素的防尘剂的性能。总的干纸产率为90kg/h。
在测试实验中，加入包含固含量为12重量％的基于甜菜的微纤化纤维素(MFC)的防尘剂，其加入量使微纤化纤维素的加入量为30kg/t。在参考实验中，未添加防尘剂。其他测试实验和参考实验中的条件是相同的。
通过使用两种不同的纤维原料A和B进行实验。纤维原料A是中欧品质，细小纤维含量为约25％。纤维原料B包含一部分更长(北欧松木)的软木纤维。
通过动态光散射法测定的尺寸等级数据表明在第一烘缸上的金属刮板上从湿纸幅释放的粉尘中的小颗粒的数量/份额减少。结果如表3所示。
表3.防尘实施例1的结果
Figure BDA0002215651060000151
防尘实施例2
借助于下面的摄影图可以看出本发明的防尘效果：
图1显示了首次运行下烘缸上的清洁刮刀。
图2显示了当使用包含再循环纤维的纤维原料且不存在包含微纤化纤维素的防尘剂时，在运行15分钟后，图1的刮刀。
图3显示了第二次运行下烘缸上的清洁刮刀。
图4显示了当使用包含再循环纤维的纤维原料和包含微纤化纤维素的防尘剂时，第二次运行15分钟后，图3的刮刀。微纤化纤维素的剂量为20kg/t。纤维原料还包含3kg/t的阳离子强度聚合物。
图5显示了第三次运行下烘缸上的清洁刮刀。
图6显示了当使用包含再循环纤维的纤维原料和包含微纤化纤维素的防尘剂时，第三次运行15分钟后，图5的刮刀。微纤化纤维素的剂量为30kg/t。纤维原料不同于在第一次和第二次运行中使用的纤维原料。
图7显示了第四次运行下烘缸上的清洁刮刀。
图8示出了当使用包含再循环纤维的纤维原料和不存在包含微纤化纤维素的防尘剂时，第四次运行15分钟后，图7的刮刀。
从图中可以看出，当原料包含防尘剂(包含微纤化纤维素)时，刮刀上的细粉尘量明显减少。
即使参考目前似乎是最实用和优选的实施方案描述了本发明，但应理解，本发明不应限于上述实施方案，而是本发明也旨在涵盖落入所附权利要求范围内的不同修改和等同的技术方案。

Claims (22)

1.一种生产纸或纸板的方法，其包括
-获得包含木质纤维素纤维的纤维原料，并向所述纤维原料中加入包含阳离子合成聚合物的助留剂体系，所述阳离子合成聚合物是阳离子聚丙烯酰胺，其电荷密度为0.2-2.5meq/g；
-由所述纤维原料形成纤维纸幅并干燥该纤维纸幅；
其特征在于，将包含微纤化非木质纤维素的源自蔬菜、水果、纤维素髓，及其混合物的微纤化纤维素作为助留剂体系的组分与阳离子合成聚合物相继地加入到所述纤维原料中，其中将所述阳离子合成聚合物的第一部分加入到稠度≥2重量％的稠浆中，并且将所述阳离子合成聚合物的第二部分加入到稠度<2重量％的稀浆中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纤化纤维素包括源自硬木或软木的微纤化纤维素。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纤化纤维素源自蔬菜，选自甜菜浆、马铃薯浆、木薯浆和甘薯；水果，选自柑橘皮；纤维素髓，选自甘蔗髓、玉米髓和竹髓；及其混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将至少一部分微纤化纤维素加入稠浆中，所述稠浆的稠度为≥2重量％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纤化纤维素是微纤化的薄壁组织纤维素。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微纤化纤维素通过使富含植物基纤维素的材料原纤化而获得，所述材料包括初生的细胞壁结构。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以相对于每吨纤维原料的干固体的干材料计，向纤维原料中加入总量为1-50kg的微纤化纤维素。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以相对于每吨纤维原料的干固体的干材料计，向纤维原料中加入总量为1-30kg的微纤化纤维素。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以相对于每吨纤维原料的干固体的干材料计，向纤维原料中加入总量为10-30kg的微纤化纤维素。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助留剂体系进一步包含选自包括如下项的组的阳离子合成聚合物：聚环氧乙烷(PEO)、二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的均聚物或共聚物、多胺、聚乙烯亚胺(PEI)、聚乙烯胺(PVAm)和聚双氰胺聚合物树脂。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳离子合成聚合物是阳离子聚丙烯酰胺，其平均分子量为4,000,000-18,000,000Da。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述阳离子合成聚合物是阳离子聚丙烯酰胺，其平均分子量为4,000,000-12,000,000Da。
13.根据权利要求1或11所述的方法，其特征在于，所述阳离子合成聚合物是阳离子聚丙烯酰胺，其电荷密度为0.5-1.5meq/g。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述阳离子合成聚合物是阳离子聚丙烯酰胺，其电荷密度为0.7-1.2meq/g。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述阳离子合成聚合物总量的至少45％加入到稠浆中。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述阳离子合成聚合物总量的至少60％加入到稠浆中。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，将所述阳离子合成聚合物总量的至少80％加入到稠浆中。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首先将微纤化纤维素加入到稠浆中 ，然后将 助留剂体系的阳离子合成聚合物总量的至少50％加入到稠浆中，并将剩余量的阳离子合成聚合物加入到稀浆中。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所加入的阳离子合成聚合物的总量为0.1-2kg/t。
20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维原料包括通过机械制浆、化学热机械制浆或通过再浆化再循环纤维获得的纤维素纤维。
21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在添加微纤化纤维素之后，对纤维原料进行机械处理步骤，其中纤维原料经受由机械设备提供的剪切力。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纤维原料经受机械处理，该机械处理由比能耗(SEC)表示的量为5-350kWh/t。
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