专利名称：浆料的配制方法、原纸及造纸方法
技术领域：
本发明涉及造纸技术领域，特别涉及一种造纸用浆料的配制方法、采用该浆料配制方法配制的浆料进行造纸的方法及通过该方法制得的原纸。
背景技术：
淀粉已经在造纸产业中使用多年，已经成为纸张制造中的重要原料。将淀粉添加于造纸的浆料中，能够明显提升纸张的强度并改善纤维和填料的留着性。在现代化高速纸机中，需要考虑到系统滤水和运转性，淀粉用量被限制在一个较低的范围内，通常为浆料绝干的1%左右。当淀粉用量提升，由于淀粉具有粘性，网部脱水变差，蒸汽用量加大，造成纸机车速下降，影响成品成本及纸机运行效率。同时淀粉用量提升，会导致粘网粘缸现象产生，引起纸机被迫停机，严重影响纸机运行效率。 因此，有必要提供一种浆料的配置方法，能够增加浆料中淀粉的用量，并且采用该方法配置的浆料进行纸张抄造对造纸系统的运转均无影响。
发明内容
本发明提供一种浆料的配制方法，包括步骤在散浆后的浆料中添加改性剂以对浆料中的纤维进行改性，以获得改性浆料；将所述改性浆料与淀粉进行混合，所述改性浆料中的纤维与淀粉之间发生化学反应而使得淀粉包覆于所述纤维的表面，获得混合浆料；以及将所述混合浆料与未进行淀粉包覆的普通浆料进行混合，从而得到配制浆料。本发明提供一种造纸方法，包括步骤按照所述的浆料的配制方法配制浆料；以及采用配制浆料进行纸张抄造，得到原纸。本发明还提供一种原纸，所述原纸采用所述的造纸方法制成，所述原纸中部分纤维的表面包覆有淀粉。本技术方案提供的浆料配制方法，通过对浆料中的纤维进行改性，并加入淀粉，使得淀粉包覆于改性的纤维表面，防止了淀粉汇聚成团，从而可以提高浆料中的淀粉的用量。在采用本发明提供的方法配制的浆料进行纸张抄造过程中，不会由于淀粉用量增加对造纸系统的运转造成影响。
图I是本发明提供的浆料的配制方法的流程图。图2是本发明提供的浆料配制设备的方框示意图。图3是本发明提供的浆料的纤维包覆淀粉前的显微照片。图4是本发明提供的浆料的纤维包覆淀粉后的显微照片。主要元件符号说明_
衆料配制设备 100散浆机 —TTo1 荅向中间槽|130
双盘磨_140
成浆塔150
第一预处理槽160第二预处理 0
淀粉储罐180
混合浆塔1190
如下具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施例方式
·
请参阅图1，本发明提供一种浆料的配制方法，所述的浆料的配制方法采用如图2所示的浆料配制设备100进行配置，所述的浆料配制方法包括步骤
第一步，在散浆后的浆料中添加改性剂以对浆料中的纤维进行改性，以增强纤维表面氢键的活性，获得改性浆料。本步骤中，将散浆机110中散浆处理后的浆料通过卸料塔120注入至中间槽130内，并向中间槽130内加入改性剂，使得浆料中的纤维在中间槽130内进行改性，浆料在中间槽130内进行预处理的时间为O. 25小时至I小时。所述改性剂为选自季铵型阳离子化合物、叔铵型阳离子化合物、聚丙烯酰胺及聚合氯化铝(PAC)中的至少一种。所述改性剂的用量为散浆后浆料绝干质量的O. 2%至10%，优选为O. 2%至5%。通过向浆料中添加改性剂，所述改性剂增强了纤维表面的氢键的活性。并且，改性剂使得纤维表面带有阳离子基团。可以理解的是，改性剂添加的位置不限于中间槽处，也可以在散浆机、卸料塔或者双磨盘的进料口处添加。采用的浆料配置设备也可以不包括有卸料塔和中间槽的其中之一，或者不包括卸料塔和中间槽，而将散浆机直接与双盘磨相连接，散浆后的浆料和改性剂直接注入至双盘磨中。第二步，对所述改性浆料进行磨浆。将所述改性浆料从中间槽130送入双盘磨140中进行磨浆，使得磨浆后的所述改性浆料的游离度达到200ml至500ml。优选地，磨浆后的所述改性浆料的游离度达到400±20ml。第三步，将磨浆后的改性浆料与淀粉进行混合，纤维与淀粉之间发生化学反应而使得淀粉包覆于纤维的表面，获得混合浆料。将经过双盘磨140磨浆后的改性浆料注入至第一预处理槽160内。第一预处理槽160与淀粉储罐180相互连通，储于淀粉储罐180内的淀粉注入至第一预处理槽160内的改性浆料中。在第一预处理槽160内，由于改性浆料中的纤维表面的氢键活性增强，当淀粉与改性浆料混合时，淀粉分子中的羟基与纤维表面的氢键之间发生化学反应，淀粉完全包覆于改性浆料中的改性后的纤维表面。混合浆料储存于与第一预处理槽160相连通的第二预处理槽170内。本步骤中添加的淀粉可以为原淀粉、阴离子淀粉或阳离子淀粉。当采用原淀粉时，第一步中采用的改性剂为季铵型阳离子化合物，改性剂的用量为所述散浆后浆料绝干质量的O. 2%至10%，优选为浆料绝干质量的O. 2%至3%。当选用阴离子淀粉时，第一步中采用的改性剂为叔铵型阳离子化合物，改性剂的用量优选为所述散浆后浆料绝干质量的1%至5%。当选用阳离子淀粉时，第一步中采用的改性剂为聚丙烯酰胺或聚合氯化铝，改性剂的用量优选为所述散浆后浆料绝干质量的1%至5%。所述淀粉的添加量为与其混合的改性浆料绝干质量的5%至30%。优选的，所述淀粉的添加量为所述散浆后浆料绝干质量的5%至12%。淀粉与改性后的纤维之间发生化学反应而形成化学键，从而淀粉吸附于纤维的表面成膜。通过纤维表面的淀粉的作用，可以使得淀粉分布于纤维表面，同时也可以避免由于淀粉用量增大导致淀粉汇聚成团，对成纸性能和纸机运行带来负面影响。第四步，将所述混合浆料与未进行淀粉包覆的普通浆料进行混合，从而得到配制的浆料。第二预处理槽170内的混合浆料注入至成浆塔150内，并在成浆塔150添加内未进行纤维淀粉包覆的普通浆料，所述混合浆料与未进行淀粉包覆的普通浆料进行混合，得到配制的浆料，并将混合后的浆料注入至混合浆塔190内。在所述配制的浆料中，所述混合浆料所占的质量比为20%至40%。可以理解的是，所述浆料配置设备也可以仅包括第一预处理槽160而不包括第二预处理槽170，第一预处理槽160直接与成浆塔150相连通，第一预处理槽160中的混合浆 料直接注入至成浆塔150内。另外，未进行淀粉包覆的普通浆料也可以在混合浆塔190内添加，并与混合浆料进行混合。可以理解的是，当散浆后的浆料能够满足纸张抄造的要求时，本发明提供的浆料配制方法也可以不包括有对浆料进行磨浆的步骤。请一并参阅图3及图4，通过对实施淀粉包覆前的纤维和淀粉包覆后的纤维进行拍照，可以看出淀粉有效地包覆于纤维的表面。将未对纤维进行淀粉包覆的浆料(一般浆料)与对纤维进行过淀粉包覆的混合浆料的物理性能进行对比，具体对比结果如下表所示
测试项目I 一般浆料I混合浆料.
磨浆游离度(ml)_389_385_
基重(g/m2)62.9 62.9
厚度(μιη)101. 3 100.7
松厚度(cmVg)_I. 61 I. 6_
透气度(s/lOOml)7~ 5. 3
撕裂指数(mN · m2/g) 12. 9 11. 4
而寸破指数(kPa · m2/g) 4. 3_4_6_
抗张指数(N · m/g)_64. 5 67_
内聚力(kg · cm)_I. 41 2. 5_
由上表数据可以得出，纤维经过淀粉包覆后的混合浆料中的纤维强度具有明显的提升。本发明还提供一种造纸方法，所述造纸方法包括以下步骤
第一步，按照上述方法进行浆料的配制。第二步，将配制的浆料进行纸张抄造，得到原纸。本发明还提供一种原纸，所述原纸采用所述的造纸方法制成，所述原纸中部分纤维的表面包覆有淀粉。采用上述的方法制得的原纸的性能与未对纤维进行包覆的浆料(一般浆料)抄造的原纸的性能分别进行检测，并对比如下表
IMgI一般衆料成纸I混合衆料
厚度(μιη)|l88. I| 89· 3—硬襄指数(kpa. m2/g)11.92ll. 83—
IT向抗张强度(kgf/15mm) 11.8312.43
横向抗张强度(kgf/15mm) 3. 93_4. 08_
Iii撕裂强度(gf)98~399.8
横向撕裂强度(gf)_116.4_117.6_
纵向挺度 OnNm)_2. 711_2. 776_
横向挺度(mNm)0.9460.975
@度(g/m2)~7.94
内聚力(kg. cm)_I1OS_h22_
灰份(%)|24· 7|25· 5—
由上表数据可以得出，纤维经过淀粉包覆后的纤维强度具有明显的提升。并且，在采用
本发明提供的方法配制的浆料进行纸张抄造过程中，对造纸系统的运转均无影响。本发明第一实施例提供一种浆料的配制方法，本实施例中，根据纤维改性用量的不同，同时对三种不同的配比的浆料按照三种方案进行配制，用于检测不同的纤维改性剂用量及是否对纤维进行淀粉包覆对纸张的性能的影响。具体为
第一步，在散浆后的浆料中添加改性剂以对浆料中的纤维进行改性，以增强纤维表面氢键的活性，获得改性浆料。方案一、方案二及方案三中采用相同的散浆后的浆料。本实施例中，选用的所述改性剂选自季铵型阳离子化合物。在方案一中所述改性剂的用量为总浆料绝干质量的O. 2%，在方案二中所述改性剂的用量为总浆料绝干质量的5%，在方案三中所述改性剂的用量为总浆料绝干质量的10%。将改性剂分别加入至三个方案的散浆后的浆料中预处理O. 25小时至I小时。通过向浆料中添加改性剂进行预处理，使得浆料中的纤维的表面的氢键的活性增强。第二步，对所述改性浆料进行磨浆。采用相同的方法分别对三个方案中的浆料分别进行磨浆，使得磨浆后的浆料的游离度达到400 ± 20ml。第三步，将磨浆后的改性浆料与淀粉进行混合，纤维与淀粉之间发生化学反应而使得淀粉包覆于纤维的表面，获得混合浆料。将方案一、方案二及方案三中磨浆后的部分改性浆料与淀粉进行混合，使得方案一、方案二及方案三改性淀粉包覆于所述改性衆料中的纤维表面。在方案一、方案二及方案三中，加入的淀粉的用量为与淀粉进行混合的浆料绝干用量的5%。第四步，将所述混合浆料与未进行纤维包覆的普通浆料进行混合，从而得到配制的浆料。在所述配制的浆料中，所述混合浆料所占的质量百分比为20%至40%。本发明第二实施例提供一种造纸方法，包括步骤
第一步，按照第一实施例提供的浆料配制方法配制浆料；
第二步，将配制得到的浆料用于纸张抄造，得到原纸。在相同的条件下，将上述三个方案配制得到浆料与未对纤维进行改性并未在纤维表面包覆淀粉的浆料(空白)进行分别纸张抄造，分别对得到的原纸的性能进行测试，结果如下表所示 _
￥试项目I空白I方案一 I方案二 I方案三_
改性剂用量O —0.2% 5% 10% —
淀粉用量|θ 15% 15% 15%
权利要求
1.一种浆料的配制方法，包括步骤 在散浆后的浆料中添加改性剂以对浆料中的纤维进行改性，以获得改性浆料； 将所述改性浆料与淀粉进行混合，所述改性浆料中的纤维与淀粉之间发生化学反应而使得淀粉包覆于所述纤维的表面，获得混合浆料；以及 将所述混合浆料与未进行淀粉包覆的普通浆料进行混合，从而得到配制浆料。
2.如权利要求I所述的浆料的配制方法，其特征在于，在将所述改性浆料与淀粉进行混合之前，还包括对改性浆料进行磨浆的步骤。
3.如权利要求2所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述改性浆料进行磨浆后改性浆料的游离度为200ml至500ml。
4.如权利要求I至3任一项所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述改性剂为选自季铵型阳离子化合物、叔铵型阳离子化合物、聚丙烯酰胺及聚合氯化铝中的至少一种。
5.如权利要求4所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述改性剂的用量为散浆后浆料绝干质量的O. 2%至10%。
6.如权利要求4所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述淀粉选自原淀粉、阳离子淀粉及阴离子淀粉中的一种。
7.如权利要求6所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述淀粉选用原淀粉，所述改性剂选用季铵型阳离子化合物，改性剂的用量为所述散浆后浆料绝干质量的O. 2%至3%。
8.如权利要求6所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述淀粉选用阴离子淀粉，所述改性剂选用叔铵型阳离子化合物，所述改性剂的用量为所述散浆后浆料绝干质量的1%至5% ο
9.如权利要求6所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述淀粉选用阳离子淀粉，所述改性剂选用聚丙烯酰胺或聚合氯化铝，改性剂的用量为所述散浆后浆料绝干质量的1%至5% ο
10.如权利要求4所述的浆料的配制方法，其特征在于，在散浆后的浆料中添加改性剂以对浆料中的纤维进行改性的持续时间为O. 25小时至I小时。
11.如权利要求I至3任一项所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述混合浆料在所述配制浆料中所占的质量百分比为20%至40%。
12.如权利要求I所述的浆料的配制方法，其特征在于，所述淀粉的用量为所述改性浆料绝干质量的5%至30%。
13.一种造纸方法，包括步骤 按照如权利要求I至3任一项所述的浆料的配制方法配制浆料；以及 采用配制浆料进行纸张抄造，获得原纸。
14.一种原纸，其特征在于，所述原纸采用如权利要求13所述的造纸方法制得，所述原纸中部分纤维的表面包覆有淀粉。
全文摘要
本发明提供一种浆料的配制方法，包括步骤在散浆后的浆料中添加改性剂以对浆料中的纤维进行改性，以获得改性浆料；将所述改性浆料与淀粉进行混合，所述改性浆料中的纤维与淀粉之间发生化学反应而使得淀粉包覆于所述纤维的表面，获得混合浆料；以及将所述混合浆料与未进行淀粉包覆的普通浆料进行混合，从而得到配制浆料。本发明还提供一种采用上述方法配制的浆料进行造纸的方法及采用该造纸方法获得的原纸。
文档编号D21H11/20GK102808351SQ2011101429
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者王仁荣, 张明, 陈剑, 韦丹, 王炜 申请人:金东纸业(江苏)股份有限公司