来自在线生产方法的纸板用层的制作方法
【技术领域】
[0001] 本文涉及用于纸或纸板的包含混杂材料的层，其通过用于造纸工艺中的在线生产 法的方法生产。
【背景技术】
[0002] 向造纸纸浆中加入填料以填充未被纤维占据的空隙空间并由此使纸张表面变得 平滑。它们改善了例如纸张的适印性、尺寸稳定性、匀度和光泽。除此之外，纸张的光学性 质诸如不透明性、光散射和亮度通常得到改善，因为填料的光散射系数和亮度往往高于纸 浆的光散射系数和亮度。
[0003] 填料与木质纤维相比是低价的，且因此也用于纸张制造中以降低造纸原材料的成 本。此外，带有填料的纸幅的干燥需要较少的能量。尽管填料的价格低廉而且对于纸张性 质具有积极的影响，但它们也具有不利的特性。它们通过吸附或沉淀在纤维表面上而干扰 纤维之间的粘合。因为这个原因，纸张的拉伸强度和拉伸刚度降低，而且，在印刷中可出现 掉毛。此外，在造纸机上的磨损可由于填料而增大。它们的保持性通常相当地差且其能够 在纸张上导致两面差（two-sidedness)。
[0004] 在包装纸板的级别中，典型地没有使用填料或者以相比于其它纸张级别的非常低 的量使用填料。对此的典型的理由在于它们在不赋予强度性质的情况下提高了纸板的重量 而且它们降低了在相同克重下的尺寸。对于抗弯刚度而言，尺寸是最重要的参数。而且，填 料降低了弹性模量，对于抗弯刚度而言，弹性模量是重要的参数。
[0005] 高亮度的漂白浆相当经常地用于纸板的面层中。其目标在于具有更高的亮度以及 总体上改善的纸板外观。甚至在这样的情况下仅使用非常低的填料量，而且，使用典型地相 当高价的填料例如TiO2、煅烧高岭土等以使面层的弹性模量最优化并使纸板的抗弯刚度最 大化。相当经常地，面层的克重相对于白度和视觉外观最优化，而非相对于最大抗弯刚度对 其进行最优化。
[0006] 因此，对于改善纸板面层的白度和不透明性并保持纸板的抗弯刚度且同时使用低 成本的填料存在高度需求。
[0007] 造纸中所用的一种相当典型的填料是沉淀碳酸钙（PCC)。典型地，PCC的生产已经 与实际造纸工艺分开生产。一般在位置靠近造纸厂的专门工厂生产PCC。
[0008] 在W02011110744中，公开了与纤维质网的生产工艺有关的用于在线生产碳酸钙 (PCC)的方法和反应器。这涉及在待用于纤维质网生产中的悬浮液中、特别优选直接在纤维 质浆的物流中在线生产PCC，在纤维质浆生产中使用其部分纸浆物流或者滤出液流中的一 种。该方法具有若干种优点，例如降低的投资成本，因为无需具有单独的PCC车间。进一步 地，由于PCC至少部分地直接沉淀在纤维上，因此，存在对于保留性化学品的降低的需求。
[0009] 在EP2287398A1中，获得了用于取得包含碳酸钙、可能的纤维及纤维-原纤的复合 物的方法，其中，如果需要的话，使用原纤和纤维连接碳酸钙颗粒，其特征在于良好的脱水 能力且用于制造具有大量填料、具有大的强度且具有大的比容的纸张。该发明通过组合五 种测量、使用特定的碳酸钙颗粒（其为（d5。）且具有偏三角面体形态以及超过2.5ym的平 均颗粒直径和4ym的最大值）、通过将在共沉淀之前的悬浮液中的原纤对碳酸钙的重量比 设定为〇. 2:1-4:1、通过使用纤维-原纤并且经由将在共沉淀之前的原纤中的碳酸钙重量 比设定为0. 02:1-0. 2:1而实现。然而，该方法描述了使用二氧化碳和石灰乳的传统离线沉 淀碳酸妈工艺。
[0010] 因此，需要用于纸张或纸板的新型层以及用于生产具有期望的视觉外观及最佳的 弹性模量的纸层的方法。
【发明内容】
[0011] 本公开内容的目标是提供一种用于纸或纸板的经改善的层，所述经改善的层消除 或减轻了现有技术层中的至少一些缺点。
[0012] 通过所附独立权利要求的层和方法完全或部分地实现所述目标。在附加的从属权 利要求以及下面的说明书和附图中阐述了各实施方案。
[0013] 根据第一个方面，提供了由层基底材料制得的用于纸张和纸板的层，其中，所述层 包含其量为层的1-25重量％的混杂材料。在在线工艺中，当引入至纤维质网机的纤维质网 形成工艺的短循环的目标悬浮液中时形成所述混杂材料，其中所述目标悬浮液形成所述层 基底材料，且所述混杂材料包含沉淀在纳米原纤化多糖的纤维或原纤之上或之中的碱土金 属碳酸盐。所述纳米原纤化多糖为微原纤化纤维素。
[0014] 根据所述第一个方面，所述层可包含其量为1-15重量％的混杂材料。
[0015] 所述碱土金属碳酸盐可为碳酸钙、碳酸镁、以及碳酸钙和碳酸镁的组合中的任一 种。
[0016] 根据一个实施方案，所述碱土金属碳酸盐可为碳酸钙。
[0017] 根据所述第一个方面的又一个实施方案，所述混杂材料可如此形成：通过将碳酸 钙沉淀在微原纤化纤维素（MFC)的纤维或原纤之上或之中。可在所述目标悬浮液中加入和 形成所述碳酸钙，如W02011/110744A2中所公开的。所述碳酸钙可根据该方法直接沉淀或 形成于MFC表面上。所述沉淀碳酸钙可因此为所谓的PCC填料。因此，所述目标悬浮液形 成具有形成于其中且直接位于MFC的纤维或原纤之上或之中的PCC填料的层基底材料或组 合物。
[0018] 纳米或微原纤化纤维素可如下获得：经由常规方法，例如，原纤的机械释出 (mechanicalliberation);或者通过纤维素材料的加酸水解，例如，W02009021687A1中所 公开的；或者通过牛皮纸浆纤维素的酶法水解并随后进行机械处理步骤产生的MFC悬浮 液，例如W02011004300A1中所公开的；加酸水解并随后进行高压均化，例如US20100279019 中所公开的；或者通过本领域技术人员已知的任何其它手段。在这样的悬浮液中的MFC浓 度通常为约1-6重量％且其余部分为用于改善生产或改善MFC的水和/或添加剂。
[0019] 根据所述第一个方面的一个实施方案，所述碳酸钙可以经加入或形成，通过在线 工艺沉淀在所述层基底材料中，并且与适当量的微原纤化纤维素水性悬浮液基本上同时地 进入到纤维质网机的纤维质网形成工艺的目标悬浮液中。
[0020] 在造纸中，微原纤化纤维素/纳米纤维素的使用已经得到相当广泛的研究。已经 发现，虽然MFC改善了强度性质（包括弹性模量-对于纸板面层而言是重要的），但是，其 降低了孔隙率并同时提高了干燥收缩性。然而，这些对于纸板制造具有不利影响，实际上面 层孔隙率由于MFC的加入而降低，这导致起泡或鼓泡的危险。干燥将在纸板内形成蒸气，而 且，由于降低的孔隙率，随着该蒸气无法足够快速地逸出，纸板更容易发生分层。
[0021] 通过将所谓的在线PCC方法（即配料添加碳酸钙或二氧化碳以及石灰乳）与MFC的同时配料添加或引入相结合，已经观察到在面层性质方面的若干种改进。该方法允许将 混杂材料（其包含例如沉淀在微原纤化纤维素的纤维或原纤上的碳酸钙）结合到所述层 中。这允许提高的纸板层白度以及降低的白色表面浊度和提高的层平滑度。
[0022] 这进一步地允许在相同孔隙率下提高的弹性模量及改善的层白度。
[0023] 通过使用在线PCC，可提供降低的处理化