一種增加紙制品灰分的造紙方法及紙制品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及但不限于增加紙制品灰分的造紙方法W及由該方法獲得的紙制品領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 紙制品灰分即紙制品中的無機(jī)物，一般包括了在造紙工業(yè)生產(chǎn)過程中添加的不 可燃的填加劑（例如造紙?zhí)盍希￤及紙漿中的不可燃物質(zhì)。紙制品灰分可W通過GB/T 742-2008《造紙?jiān)?、紙漿、紙和紙板灰分的測(cè)定》記載的方法進(jìn)行測(cè)定。
[0003] 紙制品中灰分（尤其是造紙?zhí)盍希┍戎氐脑黾涌蒞大大降低造紙的成本。
[0004] CN101736656 A提供了一種具有增加的填料含量的造紙方法，所述方法包括下列 步驟：提供填料顆粒、至少一種強(qiáng)度添加劑和纖維素纖維原料的共混料，用材料組合物處理 所述填料顆粒，使所述填料顆粒與所述纖維素纖維原料混合，用至少一種強(qiáng)度添加劑處理 混合物，W及由所述混合物形成紙板，其中所述填料顆粒的至少10%是沉淀碳酸巧且所述 填料顆粒的至少10%是研磨碳酸巧，所述纖維素纖維原料包括多種纖維素纖維和水，且所 述材料組合物增強(qiáng)了在所述紙板中的所述強(qiáng)度添加劑的性能。 陽0化]CN103038419A公開了一種具有提高的填料含量的造紙方法，所述方法包括W下步 驟：將第一絮凝劑W足W均勻地混合在分散體中而不引起填料顆粒明顯絮凝的量加入到水 分散體；在加入所述第一絮凝劑后，將第二絮凝劑W足W引起所述填料顆粒在所述第一絮 凝劑的存在下絮凝的量加入到所述分散體，所述第二絮凝劑具有與所述第一絮凝劑相反的 電荷；將所述填料顆粒與紙纖維原料結(jié)合；用選自由合成強(qiáng)度添加劑組成的組中的至少一 種強(qiáng)度添加劑處理結(jié)合體；和由所述結(jié)合體形成紙墊，所述紙纖維原料包括多種纖維和水， 和所述引起的絮凝提高了所述紙墊中的所述強(qiáng)度添加劑的性能，其中所述強(qiáng)度添加劑不為 淀粉。
[0006] US 8, 088, 213 B2提供了一種制備用于造紙工藝中的具有特定粒度分布的絮凝填 料顆粒的穩(wěn)定分散體的方法，所述方法包括：a)提供填料顆粒的含水分散體；b)向所述分 散體中添加足夠量的第一絮凝劑W均勻地混合在所述分散體中，而不會(huì)造成所述填料顆粒 的顯著的絮凝，所述第一絮凝劑為陰離子絮凝劑并具有至少l(ML/g的RSV，其中沒有紙纖 維存在于所述分散體中；C)在添加所述第一絮凝劑后，向所述分散體中添加足夠量的第二 絮凝劑W在所述第一絮凝劑的存在下引發(fā)所述填料顆粒的絮凝，所述第二絮凝劑與所述第 一絮凝劑電荷相反并且為陽離子絮凝劑；d)剪切絮凝分散體W提供具有期望粒度的填料 絮凝物的分散體；W及e)在添加填料絮凝物的分散體到紙纖維之前進(jìn)行步驟a)至d)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] W下是對(duì)本文詳細(xì)描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權(quán)利要求的保護(hù)范 圍。
[000引市場(chǎng)需要可W增加紙制品灰分且不損失所得紙制品的品質(zhì)，同時(shí)降低所得紙制品 的生產(chǎn)成本的一種造紙方法及其紙制品。
[0009] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果一味追求紙制品灰分的增加來降低造紙成本，則會(huì)影響所得紙 制品的品質(zhì)。例如：造紙干強(qiáng)劑具有涂覆造紙?zhí)盍项w粒的傾向，因而添加更多的填料會(huì)降低 干強(qiáng)劑的效率。即存在的填料顆粒越多，就有越多的干強(qiáng)劑涂覆填料顆粒，并且因此就有越 少的干強(qiáng)劑可用來使纖維素纖維結(jié)合到一起。因?yàn)榇嬖诳商砑拥母蓮?qiáng)劑的最大量，所W越 多的填料往往意味著越少有效的干強(qiáng)劑。對(duì)于運(yùn)種效應(yīng)，沉淀碳酸巧（PCC)比研磨碳酸巧 (GCC)更敏感，由于PCC更高的表面積而使PCC變得比GCC更多地被干強(qiáng)劑涂覆。此外，纖 維素纖維僅僅能吸附有限量的干強(qiáng)劑。運(yùn)對(duì)可使用多少干強(qiáng)劑和由此可使用多少造紙?zhí)盍?施加了限制。由于干強(qiáng)劑傾向于中和陰離子纖維/造紙?zhí)盍想姾桑⑶耶?dāng)運(yùn)些電荷過多地 被中和時(shí)，抑制了干強(qiáng)劑的吸附。因此，如需在增加紙制品灰分的同時(shí)保持紙制品的強(qiáng)度， 則通常需要對(duì)填料進(jìn)行復(fù)雜且成本較高的預(yù)處理。
[0010] 發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過向填料顆粒加入特定比濃粘度、分子量并攜帶 一定量陽離子電荷的絮凝劑，可控制填料顆粒絮凝形成的絮凝物的特定粒度分布，形成粒 徑較大的填料顆粒絮凝物。如此，能夠防止細(xì)小顆粒的填料覆蓋纖維，促進(jìn)纖維與纖維之間 的結(jié)合。運(yùn)樣不僅能夠在增加紙制品中灰分含量的同時(shí)不損失所得紙制品的品質(zhì)，而且還 能由于操作步驟簡(jiǎn)單且使用試劑種類少而降低所得紙制品的生產(chǎn)成本。
[0011] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種增加紙制品灰分的造紙方法及由該方法制備的紙制品。 該方法通過加入特定比濃粘度、分子量并攜帶一定量陽離子電荷的絮凝劑，可控制填料顆 粒絮凝形成的絮凝物的粒度分布。從而可W增加紙制品灰分且不損失所得紙制品的品質(zhì)， 同時(shí)降低所得紙制品的生產(chǎn)成本。
[0012] 因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種增加紙制品灰分的造紙方法，所述方法包括：
[0013] 向包括填料顆粒和水的混合物中添加絮凝劑，其中，所述絮凝劑具有5-16化/g的 比濃粘度、大于或等于1，200, 000且小于或等于7, 500, 000的分子量和5-50mol %的陽離子 電荷；
[0014] 從而使所述填料顆粒與所述絮凝劑絮凝后形成的絮凝物的粒度分布中中值粒度 在10-150 μ m的范圍內(nèi)；
[0015] 其中，所述填料不單獨(dú)為沉淀碳酸巧。
[0016] 所述絮凝劑可W具有5-12化/g的比濃粘度，可選具有9-11化/g的比濃粘度。
[0017] 所述絮凝劑可W具有1，400, 000至5, 000, 000的分子量，可選具有3, 300, 000至 4, 400, 000的分子量。
[0018] 所述絮凝劑可W具有20-40mol%的陽離子電荷。
[0019] 所述中值粒度可W為30-120 μ m，可選為40-90 μ m。
[0020] 所述絮凝物的粒度分布跨度范圍可W小于2。
[0021] 相對(duì)于每噸填料顆粒，所述絮凝劑的用量可W為0. 2-4kg，可選為l-3kg。
[0022] 所述絮凝劑可W選自由W下單體中一種或一種W上的單體形成的聚合物：丙締酷 胺、丙締酷氧乙基Ξ甲基氯化錠、甲基丙締酸二甲氨基乙醋、丙締酸二甲氨基乙醋、丙締酸 二乙基氨基乙醋、甲基丙締酸二乙氨基乙醋，二締丙基二甲基氯化錠，W及由硫酸二甲醋與 甲基氯化物或芐基氯化物形成的季錠鹽。
[0023] 所述聚合物可W是由所述單體中的兩種或兩種W上的單體形成的二元或Ξ元共 聚物。
[0024] 所述絮凝劑可W為丙締酷胺與丙締酷氧乙基Ξ甲基氯化錠的共聚物和/或丙締 酷胺與二締丙基二甲基氯化錠的共聚物。
[0025] 所述填料可W選自碳酸巧、高嶺±、二氧化鐵、滑石粉、娃石、娃酸鹽、Ξ徑基侶、硫 酸領(lǐng)和硫酸巧中的一種或多種，其中，當(dāng)所述填料為碳酸巧時(shí)，所述填料顆粒中至少包括10 重量％的研磨碳酸巧。
[00%] 所述方法還可W包括在添加所述絮凝劑前加入凝聚劑；其中所述凝聚劑選自明 抓、聚合氯化侶、陽離子聚丙締酷胺、聚乙締亞胺、陽離子淀粉、陽離子瓜爾膠和聚酷胺聚胺 中的一種或多種。
[0027] 所述方法還可W包括在所述向包括填料顆粒和水的混合物中添加絮凝劑的步驟 之前、之中、或者之后添加微粒絮凝劑；其中所述微粒絮凝劑選自網(wǎng)狀或支鏈狀高分子絮聚 物、膨潤±及其改性產(chǎn)物、娃溶膠、膠體娃和膠體侶中的一種或多種。
[0028] 所述包括填料顆粒和水的混合物可W為填料顆粒的含水分散體。
[0029] 所述方法還可W包括向造紙濕部添加增強(qiáng)劑；其中所述增強(qiáng)劑選自淀粉及其改性 物、殼聚糖、瓜爾膠、徑甲基纖維素（CMC)、聚丙締酷胺、乙二醒聚丙締酷胺、甲醒樹脂、聚乙 締亞胺和聚乙締醇中的一種或多種。
[0030] 所述絮凝劑通過旋轉(zhuǎn)混合設(shè)備添加，所述旋轉(zhuǎn)混合設(shè)備具有通過驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)的分 配頭，所述分配頭被布置在含有所述填料顆粒的漿料的容器中，且有與其旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的旋 轉(zhuǎn)平面，并且所述分配頭具有沿著所述分配頭圓周并包圍旋轉(zhuǎn)軸分布的出口和攬拌葉片， 所述絮凝劑從所述出口進(jìn)入所述漿料，所述出口形成為開口（opening)，所述攬拌葉片形成 為橫向于所述旋轉(zhuǎn)平面延伸的條，并且所述攬拌葉片具有等于漿料管的內(nèi)徑的至少一半的 長(zhǎng)度。所述絮凝劑可W被輸送到所述分配頭并經(jīng)由所述出口被混合到所述填料漿料中。
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種旋轉(zhuǎn)混合設(shè)備在前述一些方法中的應(yīng)用，所述旋轉(zhuǎn)混 合設(shè)備具有通過驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)的分配頭，所述分配頭被布置在含有所述填料顆粒的漿料的容 器中，且有與其旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)平面，并且所述分配頭具有沿著所述分配頭圓周并包圍 旋轉(zhuǎn)軸分布的出口和攬拌葉片，所述絮凝劑從所述出口進(jìn)入所述漿料，所述出口形成為開 口，所述攬拌葉片形成為橫向于所述旋轉(zhuǎn)平面延伸的條，并且所述攬拌葉片具有等于漿料 管的內(nèi)徑的至少一半的長(zhǎng)度。所述絮凝劑可W被輸送到所述分配頭并經(jīng)由所述出口被混合 到所述填料漿料中。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了由上述方法獲得的紙制品。
[0033] 本發(fā)明實(shí)施例的增加紙制品灰分的造紙方法，通過加入特定比濃粘度、分子量并 攜帶一定量陽離子電荷的絮凝劑，可控制填料顆粒絮凝形成的絮凝物的特定粒度分布，形 成粒徑較大的填料顆粒絮凝物。如此能夠防止細(xì)小顆粒的填料覆蓋纖維，促進(jìn)纖維與纖維 之間的結(jié)合。運(yùn)樣不僅能夠增加紙制品中的灰分含量同時(shí)不損失所得紙制品的品質(zhì)，并且 還能降低所得紙制品的生產(chǎn)成本。
[0034] 在閱讀并理解了附圖和詳細(xì)描述后，可W明白其他方面。
【附圖說明】
[0035] 附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下 面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明實(shí)施例，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限制。在附 圖中：
[0036] 圖1顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例的造紙方法與相關(guān)技術(shù)的造紙方法所得紙制品的 與灰分含量相關(guān)的抗張指數(shù)的對(duì)比檢測(cè)結(jié)果。
[0037] 圖2顯示了采用本發(fā)明實(shí)施例的造紙方法與相關(guān)技術(shù)的造紙方法所得紙制品的 與灰分含量相關(guān)的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度對(duì)比的檢測(cè)結(jié)果。 陽03引圖3為本發(fā)明實(shí)施例采用的旋轉(zhuǎn)混合設(shè)備的示意圖。
[0039] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例采用的旋轉(zhuǎn)混合設(shè)備的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] W下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種增加紙制品灰分的造紙方法，所述方法包括：
[0042] 向包括填料顆粒和水的混合物中添加絮凝劑，所述絮凝劑具有5-16化/g的比濃 粘度、大于或等于1，200, 000且小于或等于7, 500, 000的分子量和5-50mol %的陽離子電 荷；
[0043] 從而使所述填料顆粒與所述絮凝