改性填料的制備方法，造紙工藝及其制得的紙張的制作方法
【專利摘要】一種改性填料的制備方法，其包括如下步驟：將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質量比介于1：0.01與1：100之間；加入交聯劑和水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達到陽離子淀粉的糊化溫度并保持攪拌直至混合物變成粘稠狀，其中交聯劑的質量為陽離子淀粉質量的5%～60%。本發明還提供應用上述改性填料的制備方法的造紙工藝及由上述造紙工藝制得的紙張。本發明通過將填料與陽離子淀粉預先混合均勻，再添加交聯劑并使溫度達到淀粉的糊化溫度，使淀粉與交聯劑交聯反應并糊化，如此使得填料可以被交聯淀粉所包裹，經交聯淀粉修飾后的填料粒子可與纖維牢固結合。
【專利說明】改性填料的制備方法，造紙工藝及其制得的紙張
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種改性填料的制備方法，應用上述改性填料的制備方法的造紙工藝及其制得的紙張。
【背景技術】
[0002]在造紙工業中，為了節省漿料，降低成本，通常采用的方式是向紙張中加入填料，這樣不但能夠達到節省漿料，減低成本的目的，而且還能夠改進紙張的使用性能，這種添加有填料的紙張被統稱為加填紙。
[0003]對于大多數紙種來說，填料已經成為紙張的一個重要組成成分。目前有很多加填紙的一次保留率都很高，也就是說填料第一次轉移到紙張上，填料大部分保留在紙張中，有些填料在紙張里的保留率甚至可以高達80%以上，甚至接近100%。然而，將這種一次保留率很高的紙張重新疏解后抄片，發現填料在紙張中的保留率(二次保留率)大大降低(在30%以下)。導致二次保留率降低的原因為:當紙張重新回收時，經過散漿，攪拌脫水的時候就會發現大量的填料都會透過成型網流失，主要是加填紙中填料與纖維之間并沒有形成鍵結，所以在重新抄造的過程中很容易就被打散，而一般情況下填料的粒徑又很小，所以可以透過成型網流失，最后的結果就是導致重新回收處理后的加填紙中的填料保留率大幅度降低。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，有必要提供一種改性填料的制備方法和利用該改性填料的造紙工藝，該造紙工藝制得的紙張具有較高的填料二次保留率。
[0005]另外，還有必要提供上述造紙工藝制得的紙張。
[0006]一種改性填料的制備方法，其包括如下步驟:
[0007]將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質量比介于1:
0.01 與 1:100 之間；
[0008]向填料與陽離子淀粉的混合物中加入交聯劑和水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達到陽離子淀粉的糊化溫度并保持攪拌直至混合物變成粘稠狀，其中交聯劑的質量為陽尚子淀粉質量的5%?60%。
[0009]一種造紙工藝，其包括如下步驟:
[0010]提供纖維懸浮液；
[0011]將上述改性填料的制備方法制得的粘稠狀的混合物與該纖維懸浮液進行混合并進行抄紙。
[0012]一種上述造紙工藝制得的紙張，該紙張的二次填料保留率達到50%?90%。
[0013]本發明的造紙工藝，通過將填料與陽離子淀粉預先混合均勻，再添加交聯劑并使溫度達到陽離子淀粉的糊化溫度，使淀粉與交聯劑交聯反應并糊化，如此使得填料可以更好的被交聯淀粉所包裹，經交聯淀粉修飾后的填料粒子可與纖維牢固結合，即使在紙張重新(二次)回收時的散漿、攪拌脫水的時候也流失較少。【具體實施方式】
[0014]一種造紙工藝，其包括如下步驟:
[0015](I)將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質量比介于1:0.01與1:100之間。
[0016]本實施例中，填料為沉淀碳酸鈣。
[0017](2)向填料與陽離子淀粉的混合物中加入交聯劑和適量的水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達到陽離子淀粉的糊化溫度(如50?IO(TC)并保持攪拌一定時間(如5?60分鐘)直至混合物變成粘稠狀，其中交聯劑的質量為陽離子淀粉質量的5%?60%，填料的絕干質量為混合物總質量(包含水)的5%?30%。
[0018]該步驟中交聯劑和適量的水也可替換為直接添加交聯劑水溶液。
[0019]本實施例中，該交聯劑為乙二醛。當然該交聯劑不限于乙二醛，還可以為三偏磷酸鈉、六偏磷酸鈉、六偏磷酸鉀、三氯氧磷、甲醛、乙醛、戊二醛、環氧氯丙烷、環氧溴丙烷、環氧碘丙烷、表氯醇、聚丙烯酰胺甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、碳酸鋯鉀、碳酸鋯銨、異氰酸鹽等等。步驟(I)和(2)完成后即制得改性填料，該粘稠狀的混合物即為改性填料。
[0020]本發明讓填料預先與淀粉混合，然后再加入交聯劑并控制混合物的溫度達到糊化溫度，這樣可使得陽離子淀粉的后續糊化交聯速度較快，程度較均勻，同時交聯劑的加入還可加速糊化反應速度，如此使填料更好地被交聯淀粉包裹。相較于讓淀粉與交聯劑先混合進行交聯反應，再添加填料的技術相比，本案的這種方式可以更好的將填料包裹在交聯淀粉中。因為先讓淀粉跟交聯劑先混合可能導致交聯劑效果降低，淀粉提前交聯，最后導致包裹填料的效果降低。
[0021]該步驟中利用較高的溫度(糊化溫度)使得陽離子淀粉這種帶正電荷的大分子物質發生交聯反應形成更長的分子鏈，并將填料粒子牢牢的包裹在陽離子淀粉中；然后該包裹有填料的陽離子淀粉與漿料纖維依靠正負電荷吸引以及羥基鍵合而牢固結合。注:在達到或超過淀粉的糊化溫度，才能發生交聯反應；在低于淀粉糊化溫度的情況下，交聯反應無法發生。
[0022](3)提供纖維懸浮液，將該粘稠狀的混合物與纖維懸浮液進行混合均勻進行抄紙。
[0023]該纖維懸浮液中纖維的濃度百分含量為0.6%?1.2%。
[0024]該粘稠狀的混合物中含有的填料為纖維懸浮液絕干質量的0.001%?90%。
[0025]本發明造紙工藝制得的紙張，其在二次回收利用時仍具有較高的填料保留率，二次保留率達到50%?90%。
[0026]下面通過具體實施例對本發明做進一步的說明。
[0027]實施例1
[0028]紙張的制備:(1)將30g絕干沉淀碳酸鈣、3g絕干陽離子淀粉混合均勻；(2)然后加入質量百分濃度為0.3082%的乙二醛水溶液146g，并調節混合體系溫度至80°C，保持攪拌狀態約I?10分鐘，混合物變成粘稠狀，即可停止攪拌，并在室溫下冷卻到常溫；(3)將混合物與纖維懸浮液混合，其中沉淀碳酸鈣質量:纖維質量=1:10，加水稀釋后纖維濃度為
0.6%，并攪拌均勻，然后通過成型網成型并脫水形成含有陽離子淀粉修飾過的填料的紙張薄片，最后壓榨烘干得到紙張，本次紙張的基重為30g/m2。[0029]將此紙張經過馬弗爐高溫灼燒后算得其填料保留率為96.83%。
[0030]二次保留率的測試:將制得的紙張浸泡在水中4小時以上，然后通過散漿機散漿后，加入一定量的水使得纖維的濃度為0.6%?1.2%，將纖維懸浮液攪拌均勻后，通過成型網成型并脫水，最后壓榨烘干即可得到二次回收利用的紙張，將此紙張經過馬弗爐高溫灼燒后算得其填料保留率為75.11%。
[0031]實施例2
[0032]參實施例1的方法和步驟進行，不同的是實施例2中質量濃度為0.3082%的乙二醛水溶液的用量改為300g，其他條件不變。
[0033]經過測試一次保留率為97.33%，再次抄片后，二次保留率為85.96%。
[0034]實施例3
[0035]參實施例1的方法和步驟進行，不同的是實施例3中質量濃度為0.3082%的乙二醛水溶液用量改為50g，其他條件不變。
[0036]經過測試一次保留率為70.13%，再次抄片后，二次保留率為69.59%。
[0037]可見，本發明的工藝制得的紙張具有較高的二次保留率。
[0038]本發明的造紙工藝，通過將填料與陽離子淀粉預先混合均勻，再添加交聯劑并使溫度達到陽離子淀粉的糊化溫度，使淀粉與交聯劑交聯反應并糊化，如此使得填料可以更好的被交聯淀粉所包裹，經交聯淀粉修飾后的填料粒子可與纖維牢固結合，即使在紙張重新(二次)回收時的散漿、攪拌脫水的時候也流失較少。
[0039]另外，本領域技術人員還可在本發明權利要求公開的范圍和精神內做其它形式和細節上的各種修改、添加和替換。當然，這些依據本發明精神所做的各種修改、添加和替換等變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。
【權利要求】
1.一種改性填料的制備方法，其包括如下步驟: 將填料粉末和陽離子淀粉混合均勻，其中陽離子淀粉與填料的絕干質量比介于1:0.0l 與 1:100 之間； 向填料與陽離子淀粉的混合物中加入交聯劑和水混合均勻形成混合物，控制混合物的溫度達到陽離子淀粉的糊化溫度并保持攪拌直至混合物變成粘稠狀，其中交聯劑的質量為陽離子淀粉質量的5%?60%。
2.如權利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該填料為沉淀碳酸鈣。
3.如權利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該交聯劑為乙二醛。
4.如權利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該混合物中填料的絕干質量為混合物質量的5%?30%。
5.如權利要求1所述的改性填料的制備方法，其特征在于:該混合物的攪拌反應時間為5?60分鐘。
6.一種造紙工藝，其包括如下步驟: 提供纖維懸浮液； 將如權利要求1?5中任意一項所述改性填料的制備方法制得的粘稠狀的混合物與該纖維懸浮液進行混合并進行抄紙。
7.如權利要求6所述的造紙工藝，其特征在于:該纖維懸浮液中纖維的濃度百分含量為 0.6% ?1.2%o
8.如權利要求6所述的造紙工藝，其特征在于:該粘稠狀的混合物中含有的填料為纖維懸浮液絕干質量的0.001%?90%。
9.一種如權利要求6所述造紙工藝制得的紙張，該紙張的二次填料保留率達到50%?90%。
【文檔編號】D21H17/29GK103614944SQ201310549007
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月7日 優先權日:2013年11月7日
【發明者】陳海霞, 黃錦華, 派屈克·陳 申請人:金紅葉紙業集團有限公司