CN102817282B - 纸浆、纸浆制备方法、原纸及造纸方法 - Google Patents
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Abstract
一种纸浆的制备方法，包括步骤：将浆料以80目~200目的筛网过滤，收集得短纤维浆料滤液及滤出的长纤维浆料，短纤维浆料滤液中的短纤维长度小于或等于180微米，滤出的长纤维浆料中的长纤维长度大于180微米；将短纤维浆料滤液浓缩至质量浓度为1%~10%；在浓缩后的短纤维浆料滤液中加入填料及助留剂，从而形成短纤维浆料；将短纤维浆料与滤出的长纤维浆料相混合，获得纸浆，所述纸浆中，60%质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。该纸浆的制备方法不仅可提升纸张填料的留着率，同时使纸张的各项强度指标也有所提升。本发明还提供了一种纸浆、一种造纸方法及一种原纸。
Description
技术领域
本发明涉及造纸工艺，尤其涉及一种纸浆、该纸浆的制备方法、基于该纸浆的制备方法的原纸及造纸方法。
背景技术
在造纸工艺中，为提高纸张的平滑度、不透明度等光学性能指标，通常要向浆料中添加填料，如轻质碳酸钙、重质碳酸钙或滑石粉等，因此，填料在纸浆中是除浆料外的第二大原料。
现有造纸工艺中，通常是将经过打浆后的不同浆料混合后，直接加入填料，随后再加入其他助剂，并没有对打浆后的不同浆料进行分离处理，这样长短不同的纤维原料混合在一起与填料相作用，既不能发挥出长纤维可提高纸张强度的优势，同时也不能充分发挥出短纤维有较好吸附力的作用，这种纸浆产出的纸张的强度及填料的留着率都较低。
发明内容
有鉴于此，实有必要提供一种可提高纸张强度及填料的留着率的纸浆、该纸浆的制备方法、原纸及造纸方法。
一种纸浆的制备方法，包括步骤：
将浆料以80目～200目的筛网过滤，收集得短纤维浆料滤液及滤出的长纤维浆料，短纤维浆料滤液中的短纤维长度小于或等于180微米，滤出的长纤维浆料中的长纤维长度大于180微米；
将短纤维浆料滤液浓缩至质量浓度为1％～10％；
在浓缩后的短纤维浆料滤液中加入填料及助留剂，从而形成短纤维浆料；
将短纤维浆料与滤出的长纤维浆料相混合，获得纸浆，所述纸浆中，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面；
其中，在将短纤维浆料与滤出的长纤维浆料相混合后，还向混合后的浆料中添加增强剂及助留剂；向浓缩后的短纤维浆料滤液中加入助留剂的量为整个纸浆的制备过程中所添加的助留剂用量的20％～100％，向混合后的浆料中添加的助留剂的用量为整个纸浆的制备过程中所添加的助留剂用量的80％～0％，其中向浓缩后的短纤维浆料滤液中加入助留剂的量为短纤维绝干量的10～120ppm。
一种纸浆，该纸浆为采用上述纸浆的制备方法制得，该纸浆包括填料、长度小于或等于180微米的短纤维以及长度大于180微米的长纤维，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。
一种造纸方法，包括步骤：
以上述的纸浆制备方法配制纸浆；以及
抄造所述纸浆，获得原纸。
一种原纸，由上述造纸方法制得，该原纸包括填料、长度小于或等于180微米的短纤维以及长度大于180微米的长纤维，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。
上述纸浆的造备方法中，通过过滤将浆料分成长纤维浆料及短纤维浆料，然后向短纤维浆料中添加填料，由于短纤维的具有较好吸附力，从而可以吸附较多的填料以提升填料的留着率。同时，长纤维提高强度的优势也得以充分利用，因而使纸张的各项强度指标也有所提升。
附图说明
图1所示为本发明一较佳实施例中的造纸方法的流程图。
具体实施方式
图1所示为本发明一较佳实施例中的造纸方法，该造纸方法主要包括以下步骤。
(1)将经过打浆的初始浆料稀释，这种初始浆料可以是化学浆、机械浆、化机浆、废纸浆、损纸浆或者是它们以任意比例组合的混合物。
在其他实施例中，稀释步骤为非必要步骤，初始浆料可以直接进入后续步骤，但为使后续步骤获得较理想的效果，一般会将初始浆料稀释至质量浓度0.1％～1％。
(2)将稀释后的浆料经80～200目筛网的过滤，分别收集短纤维浆料滤液及滤出的长纤维浆料，短纤维浆料滤液中的短纤维长度小于或等于180微米，滤出的长纤维浆料中的长纤维长度大于180微米。
(3)将短纤维浆料滤液进行沉淀，去掉上面的清液，使短纤维浆料滤液浓缩至1％～10％，得到浓缩后的短纤维浆料。
(4)在浓缩后的短纤维浆料中加入填料，混合均匀，该填料可以为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉或其中任意组合的混合物。
(5)加入助留剂，混合均匀，其中助留剂为长链带正电聚合物，如阳离子聚丙烯酰胺等，助留剂的用量为短纤维绝干量的2～200ppm(绝干量指的是在干燥状态的质量，一般可以通过滤掉水分后烘干称重的方法获得)。此处加入助留剂的量为整个造纸过程中所加助留剂的用量的20％～100％，一般而言，整个造纸过程中的助留剂用量为短纤维绝干量的10-200ppm,优选范围为短纤维绝干量的50～120ppm。也就是说，优选的，向浓缩后的短纤维浆料滤液中加入助留剂的量为短纤维绝干量的10～120ppm。
(6)将添加了填料及助留剂的短纤维浆料与滤出的长纤维浆料相混合，获得纸浆，所述纸浆中，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。
(7)向混合后的纸浆中添加增强剂及助留剂，例如：阳离子淀粉及阳离子聚丙烯酰胺。此处加入助留剂的量为整个造纸过程中所加助留剂的用量的80％～0％。
(8)将所得的纸浆根据需要稀释或浓缩成相应浓度后送进纸机进行抄造，获得原纸。
上述造纸方法的纸浆制备过程中，通过筛网将浆料过滤分成长纤维浆料及短纤维浆料，然后向短纤维浆料中添加填料，由于短纤维具有较好吸附力，从而可以吸附较多的填料，经实验验证，通过该造纸方法所得的纸浆中，60％以上的填料吸附于长度小于或等于180微米的短纤维上，从而可使有效提升原纸中填料的留着率。同时，长纤维提高强度的优势也得以充分利用，纸张的各项强度指标也有所提升。
本技术方案还提供一种由以上步骤制得的原纸，该原纸包括填料、长度小于或等于180微米的短纤维以及长度大于180微米的长纤维，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。
本技术方案还提供一种包括以上步骤(1)至(7)的纸浆制备方法。当然，本领域技术人员可以理解，以上步骤(7)并非为必要步骤。
本技术方案还提供一种由以上步纸浆制备方法制得的纸浆，该纸浆包括填料、长度小于或等于180微米的短纤维以及长度大于180微米的长纤维，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。
以下以具体实施例对本技术方案作进一步说明。
第一实施例：将经过打浆的阔叶木化学浆绝干量100g，稀释至0.5％质量浓度，通过80目筛网过滤，滤液收集在桶中，将滤液沉淀后倒去上层清液，经浓缩后，得到质量浓度5％的短纤维浆料，加入填料轻质碳酸钙，绝干量为10g，搅拌均匀，再加入助留剂2g，该助留剂为质量浓度为0.2％阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，混合45分钟。将短纤维浆料与筛网筛出的长纤维浆料混合，再加入增强剂25g，该增强剂为质量浓度4％的阳离子淀粉，混合均匀，随后加入浓度为0.2％阳离子聚丙烯酰胺8g，搅拌均匀，抄片。为了对比，同时进行一个空白样，即按照现有造纸方法，在100g的阔叶木化学浆中加入10g轻质碳酸钙，随后加入质量浓度4％的阳离子淀粉25g，再加入质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺10g。在所用化学品一样的情况下，所得原纸测试结果如下：
| 参数项 | 第一实施例 | 空白样 |
| 克重(g/m2) | 65.8 | 65.4 |
| 抗张指数(N·m/g) | 45.9 | 38.2 |
| 内聚力(J/m2) | 221.9 | 182.2 |
| 撕裂指数(mN·m2/g) | 8.97 | 7.82 |
| 填料留着率(％) | 59.6 | 55.3 |
第二实施例：将经过打浆的组成为质量比针叶木化学浆：阔叶木化学浆＝30：70的混合浆料绝干量80g，稀释至0.5％质量浓度，通过80目筛网过滤，滤液收集在桶中，将滤液沉淀后倒去上层清液，经浓缩后，得到质量浓度为4.5％的短纤维浆料，加入填料轻质碳酸钙绝干量10g，搅拌均匀，再加入助留剂1.6g，该助留剂为质量浓度为0.2％阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，混合30分钟。将处理后的短纤维浆料与筛出的长纤维浆料混合，再加入增强剂20g，该增强剂为质量浓度4％的阳离子淀粉，搅拌均匀，随后加入质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺6.4g，搅拌均匀，抄片。为了对比，同时进行一个空白样，即按照现有造纸方法，在80g的混合浆料中加入填料轻质碳酸钙绝干量10g，随后加入质量浓度4％的阳离子淀粉20g，再加入质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺8g。在所用化学品一样的情况下，所得原纸测试结果如下：
| 参数项 | 第二实施例 | 空白样 |
| 克重(g/m2) | 65.4 | 65.3 |
| 抗张指数(N·m/g) | 55.9 | 48.2 |
| 内聚力(J/m2) | 321.9 | 282.2 |
| 撕裂指数(mN·m2/g) | 8.97 | 8.52 |
| 填料留着率(％) | 63.8 | 56.9 |
第三实施例：将经过打浆的混合浆料(阔叶浆：针叶浆：漂白化学热磨机械浆：损纸＝32：30：18：20)绝干量100g，稀释至0.3％质量浓度，通过80目筛网过滤，滤液收集在桶中，将滤液沉淀后倒去上层清液，经浓缩后，得到质量浓度为4％的短纤维浆料，加入填料轻质碳酸钙绝干量10g，搅拌均匀，再加入助留剂3g，该助留剂为质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，混合30分钟。将处理后的短纤维与筛出的长纤维浆料混合，再加入增强剂25g，该增强剂为质量浓度4％阳离子淀粉，搅拌均匀，随后加入浓度为0.2％阳离子聚丙烯酰胺12g，搅拌均匀，抄片。为了对比，同时进行一个空白样，即按照现有造纸方法，在100g的混合浆料中加入填料10g，随后加入质量浓度4％阳离子淀粉25g，再加入浓度为质量浓度0.2％的阳离子聚丙烯酰胺15g。在所用化学品一样的情况下，所得原纸测试结果如下：
| 参数项 | 第三实施例 | 空白样 |
| 克重(g/m2) | 65.4 | 65.3 |
| 抗张指数(N·m/g) | 44.9 | 38.2 |
| 内聚力(J/m2) | 251.9 | 222.2 |
| 撕裂指数(mN·m2/g) | 8.02 | 6.97 |
| 填料留着率(％) | 59.1 | 52.4 |
第四实施例：将经过打浆的混合浆料(阔叶浆：针叶浆：漂白化学热磨机械浆：损纸＝40：20：10：30)绝干量50g，稀释至0.1％质量浓度，通过80目筛网过滤，滤液收集在桶中，将滤液沉淀后倒去上层清液，经浓缩后，得到质量浓度为5％的短纤维浆料，加入填料轻质碳酸钙绝干量7.5g，搅拌均匀，再加入助留剂1g，该助留剂为质量浓度为0.2％阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，混合30分钟。将处理后的短纤维浆料与筛出的长纤维浆料混合，再加入增强剂10g，该增强剂为质量浓度4％的阳离子淀粉，混合均匀，随后加入质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺4g，搅拌均匀，抄片。为了对比，同时进行一个空白样，即按照现有造纸方法，在50g的混合浆料中加入轻质碳酸钙7.5g，随后加入质量浓度4％的阳离子淀粉10g，再加入质量浓度0.2％的阳离子聚丙烯酰胺5g。在所用各化学品总量一样的情况下，所得原纸测试结果如下：
| 参数项 | 第四实施例 | 空白样 |
| 克重(g/m2) | 60.5 | 60.3 |
| 抗张指数(N·m/g) | 45.9 | 36.2 |
| 内聚力(J/m2) | 265.5 | 234.5 |
| 撕裂指数(mN·m2/g) | 7.25 | 6.76 |
| 填料留着率(％) | 56.4 | 51.8. |
第五实施例：将经过打浆的混合浆料(阔叶浆：针叶浆：漂白化学热磨机械浆：损纸＝40：20：10：30)绝干量50g，稀释至0.1％质量浓度，通过80目筛网过滤，滤液收集在桶中，将滤液沉淀后倒去上层清液，经浓缩后，得到质量浓度为10％的短纤维浆料，加入填料轻质碳酸钙绝干量10g，搅拌均匀，再加入助留剂1g，该助留剂为质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，混合30分钟。将处理后的短纤维浆料与筛出的长纤维浆料混合，再加入增强剂10g，该增强剂为质量浓度4％的阳离子淀粉，混合均匀，随后加入质量浓度为0.2％阳离子的聚丙烯酰胺4g，搅拌均匀，抄片。为了对比，同时进行一个空白样，即按现有造纸方法，在50g的混合浆料中加入填料轻质碳酸钙10g，随后加入质量浓度为4％阳离子淀粉10g，再加入质量浓度为0.2％阳离子聚丙烯酰胺5g。在所用各化学品总量一样的情况下，所得原纸测试结果如下：
| 参数项 | 第五实施例 | 空白样 |
| 克重(g/m2) | 60.5 | 60.1 |
| 抗张指数(N·m/g) | 38.9 | 30.2 |
| 内聚力(J/m2) | 215.5 | 204.5 |
| 撕裂指数(mN·m2/g) | 6.05 | 5.76 |
| 填料留着率(％) | 51.0 | 49.7 |
第六实施例：将经过打浆的混合浆料(针叶木化学浆：阔叶木化学浆＝30：70)绝干量120g，稀释至1％质量浓度，通过80目筛网过滤，滤液收集在桶中，将滤液沉淀后倒去上层清液，经浓缩后，得到质量浓度为1％的短纤维浆料，加入填料轻质碳酸钙绝干量18g，搅拌均匀，再加入助留剂2.4g，该助留剂为浓度为质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀，混合30分钟。将处理后的短纤维浆料与过筛网的长纤维浆料混合，再加入增强剂30g，该增强剂为质量浓度4％的阳离子淀粉，混合均匀，随后加入质量浓度为0.2％阳离子聚丙烯酰胺9.6g，搅拌均匀，抄片。为了对比，同时进行一个空白样，即按照现有造纸方法，在120g的混合浆料中加入填料轻质碳酸钙18g，随后加入质量浓度为4％的阳离子淀粉30g，再加入质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺12g。在所用化学品一样的情况下，所得原纸测试结果如下：
| 参数项 | 第五实施例 | 空白样 |
| 克重(g/m2) | 75.1 | 74.8 |
| 抗张指数(N·m/g) | 55.7 | 53.2 |
| 内聚力(J/m2) | 377.9 | 251.2 |
| 撕裂指数(mN·m2/g) | 8.67 | 8.52 |
| 填料留着率(％) | 52.8 | 51.4 |
由以上具体实施例可以看出，本发明中的造纸工艺的浆料处理方法，在提升纸张的各项强度指标及填料的留着率方面有一定之功效。
Claims (10)
1.一种纸浆的制备方法，包括步骤：
将浆料以80目～200目的筛网过滤，收集得短纤维浆料滤液及滤出的长纤维浆料，短纤维浆料滤液中的短纤维长度小于或等于180微米，滤出的长纤维浆料中的长纤维长度大于180微米；
将短纤维浆料滤液浓缩至质量浓度为1％～10％；
在浓缩后的短纤维浆料滤液中加入填料及助留剂，从而形成短纤维浆料；
将短纤维浆料与滤出的长纤维浆料相混合，获得纸浆，所述纸浆中，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面；
其中，在将短纤维浆料与滤出的长纤维浆料相混合后，还向混合后的浆料中添加增强剂及助留剂；向浓缩后的短纤维浆料滤液中加入助留剂的量为整个纸浆的制备过程中所添加的助留剂用量的20％～100％，向混合后的浆料中添加的助留剂的用量为整个纸浆的制备过程中所添加的助留剂用量的80％～0％，其中向浓缩后的短纤维浆料滤液中加入助留剂的量为短纤维绝干量的10～120ppm。
2.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：该增强剂为质量浓度4％的阳离子淀粉溶液。
3.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：该填料为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、滑石粉或其中任意组合的混合物。
4.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：该助留剂为长链带正电聚合物。
5.如权利要求4所述的纸浆的制备方法，其特征在于：该助留剂为阳离子聚丙烯酰胺。
6.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：浆料过滤以前，将浆料稀释至质量浓度为0.1％～1％。
7.如权利要求1所述的纸浆的制备方法，其特征在于：该筛网的目数为80目。
8.一种纸浆，其特征在于，该纸浆为通过权利要求1～7任意一项所述的纸浆的制备方法制得，该纸浆包括填料、长度小于或等于180微米的短纤维以及长度大于180微米的长纤维，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。
9.一种造纸方法，包括步骤：
以权利要求1至7任意一项所述的纸浆制备方法配制纸浆；以及
抄造所述纸浆，获得原纸。
10.一种原纸，其特征在于，该原纸通过如权利要求9所述的造纸方法制得，该原纸包括填料、长度小于或等于180微米的短纤维以及长度大于180微米的长纤维，60％质量含量以上的填料吸附于短纤维表面。
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