涂布损纸及其处理方法、纸张与流程

本发明涉及造纸
技术领域：
，特别是涉及一种涂布损纸及其处理方法、纸张。
背景技术：
：原纸经过颜料涂布后的成品纸可能会因不能达到涂布纸的品质要求、或者具有明显的纸病等原因而不能销售。这些不能销售的涂布纸，经过疏解、过筛及除渣、浓缩等工艺处理后，可以重新回到造纸工艺中，与新鲜浆料及化学品混合，再一次抄造成原纸。这种由涂布纸经过疏解、过筛及除渣、浓缩等工艺处理的浆料，即为涂布损纸。涂布损纸若能够重新回到造纸工艺中，则一方面降低纸张的生产成本，减少浪费；另一方面减少新鲜浆料的用量，节约资源。然而，本申请的发明人在长期的研发过程中发现，涂布损纸具有纸浆纤维强度低、涂布损纸灰分高、难保留以及阴离子垃圾含量高三个方面的特性，从而在造纸过程中容易对纸机系统以及浆料本身性能产生负面的影响。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是提供一种涂布损纸及其处理方法、纸张，能够降低涂布损纸在造纸系统中的负面影响，并提升涂布损纸的性能。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种涂布损纸的处理方法，所述方法包括：提供阳离子试剂、处理过的阳离子淀粉及涂布损纸；向所述涂布损纸中加入所述阳离子试剂，得到混合液体；将所述处理过的阳离子淀粉加入所述混合液体，以获得处理后的涂布损纸。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种涂布损纸，所述涂布损纸由上述涂布损纸的处理方法处理得到。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种纸张，所述纸张由包含上述涂布损纸的纸浆抄造而成。本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明涂布损纸的处理方法中，先向涂布损纸中加入阳离子试剂，阳离子试剂能够吸附在阴离子垃圾和纸浆纤维之间形成架桥作用，从而将阴离子垃圾结合在涂布损纸的纸浆纤维上；然后再向其中加入阳离子淀粉，阳离子淀粉一方面能够有效吸附在涂布损纸的纸浆纤维上，增加纤维与纤维之间的结合点，从而能够提升涂布损纸纸浆纤维强度，一方面能够进一步结合灰分，提高灰分的保留率。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本发明涂布损纸的处理方法一实施方式的流程示意图；图2是本发明涂布损纸的处理方法一实施方式中的机理示意图；图3是本发明涂布损纸的处理方法另一实施方式的流程示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参阅图1，图1是本发明涂布损纸的处理方法一实施方式的流程示意图。如
背景技术：
中所提及的，涂布纸在生产过程中，原纸经过颜料涂布的成品纸，可能不能达到涂布纸的品质要求，或者具有明显的纸病、或者是成为涂布大纸卷裁切成小卷后和平张后的边角料、或者在换卷的过程中变为废纸。为了降低涂布纸的生产成本，这些不能销售的各类涂布纸，经过疏解、过筛及除渣、浓缩等工艺处理后，重新回到造纸工艺中，与新鲜浆料及化学品混合，再一次抄造成原纸。这种由涂布纸经过疏解、过筛及除渣、浓缩等工艺处理的浆料，称为“涂布损纸”。但是，涂布损纸具有以下三个方面的特性。首先，涂布损纸中纸浆纤维强度明显降低。这是因为，原纸抄造过程经历前干燥、后干燥，并且原纸每经过一次颜料涂布，均经过一次烘箱及红外干燥。也就是说，涂布损纸中的原纸浆料纤维已经经过了数次高温干燥处理。而纤维经过高温干燥处理后会发生明显的角质化，从而导致涂布损纸的纸浆纤维强度明显降低。其次，涂布损纸灰分高、难保留。因为原纸经过颜料涂布，涂布纸经过疏解、过筛、浓缩等工艺处理后的混合浆料中，其灰分一般在25～40％之间。该类灰分部分来源于原纸的内添填料，更多的来源于涂布颜料，包括gcc、pcc、talc、clay等等。涂布损纸灰分高，一方面意味着涂布损纸的综合物理强度远远低于新鲜纸浆纤维的浆料；同时由于涂布颜料尺寸小于内添填料，因而涂布损纸中的灰分在纸机湿端难以保留。再次，涂布损纸中阴离子垃圾含量高。涂料的主要成分之一是颜料，包括gcc、pcc、talc、clay等，约占涂料总绝干质量的80％或以上。而无论是哪种颜料，其中均添加了大量的阴离子分散剂，例如聚丙烯酸钠，以维持颜料体系稳定；且涂料的第二个主要成分是胶黏剂，包括胶乳和涂布淀粉。而应用于涂料中的胶乳主要为羧基丁苯胶乳及苯乙烯-丙烯酸胶乳，涂布淀粉主要为氧化淀粉(即含羧基的淀粉)、磷酸盐淀粉等，可见涂料胶黏剂均为阴离子性物质；同时，涂料中添加的保水剂及流变改变剂主要为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠盐、羧甲基淀粉钠盐、羟乙基纤维素钠等，这些保水剂及流变改变剂均为阴离子物质。涂布纸的涂料中的这些阴离子物质，必定大量的存在于涂布损纸中，随着涂布损纸进入纸机系统。在涂布损纸中，这些阴离子物质的尺寸大小在0.1-100μm之间，对纸机湿端系统而言，这些来源于涂布损纸的阴离子胶黏物及部分溶解的阴离子性物质，就是阴离子垃圾。阴离子垃圾对纸机湿端添加的阳离子淀粉及阳离子性保留助剂的使用效果带来很大的负面影响，因为阴离子垃圾优先与阳离子淀粉及阳离子性保留助剂结合，从而使得阳离子淀粉和阳离子性保留助剂结合纸浆纤维、细小纤维、造纸填料的能力显著下降。从以上三点可以看出，与新鲜浆料相比，涂布损纸的纸浆纤维强度低、灰分高且难以在纸机湿端保留、阴离子垃圾含量高。涂布损纸与新鲜浆料混合后进入纸机系统，降低整个纸浆纤维强度、给湿端系统带来负面影响。因此，在涂布损纸进入纸机系统前需要对其进行处理，以尽量减弱上述负面影响。本实施方式，涂布损纸的处理方法包括：步骤s101：提供阳离子试剂、处理过的阳离子淀粉及涂布损纸；其中，本实施方式中，阳离子试剂可以是具有强的阳电荷、分子量较小的阳离子试剂。阳离子淀粉是指淀粉在一定条件下与阳离子试剂(例如可以是叔胺盐类或季铵盐类阳离子试剂)反应，在淀粉大分子中引入叔氨基或季铵基，赋予淀粉以阳离子特性。阳离子淀粉由于带有阳电荷，能与阴电荷的阴离子垃圾、纸浆纤维、造纸填料等紧密结合。本实施方式中，阳离子淀粉既可以是淀粉叔氨基烷基醚，也可以是季铵淀粉醚，并可由任何来源的天然淀粉制备，如玉米淀粉、木薯淀粉等，此处不做限定。处理过的阳离子淀粉可以是至少部分糊化的阳离子淀粉，或者还可以是处于润胀状态但未糊化或者完全糊化的阳离子淀粉。步骤s102：向涂布损纸中加入阳离子试剂，得到混合液体；需要指出的是，阴离子垃圾、纸浆纤维，均带负电荷，相互之间没有吸附力。而由于阳离子试剂具有强的阳电荷，且分子量较小，能够非常有效的与涂布损纸的纸浆纤维及阴离子垃圾结合，在阴离子垃圾和纸浆纤维之间形成架桥作用，将阴离子垃圾通过阳离子试剂结合在纸浆纤维上，如图2所示。当涂布损纸与新鲜浆料混合后进入纸机系统时，阴离子垃圾随着涂布损纸纤维而成为纸张的一部分，带出纸机湿端系统，从而减少在纸机湿端系统内循环和累积，进而降低对纸机湿端带来的负面影响。本实施方式中，涂布损纸的浓度可以为1-8％，或者可以是3-6％，具体还可以是1％、2％、4％、6％、8％等。在一个应用场景中，阳离子试剂可以是聚乙烯亚胺(polyethyleneimine，pei)、聚乙烯胺(polyvinylamine，pvam)中的至少一种，其中，pei、pvam的分子量均可以为60-100万，具体可以为70-90万，例如可以是60万、80万、100万等，对应的阳离子电荷密度可以为8-13meq/g，具体可以为9-12meq/g，例如可以是8meq/g、10meq/g、11meq/g、13meq/g等。其中，阳离子试剂与涂布损纸的绝干质量比可以为0.1-1.0kg/吨，或者是0.2-0.6kg/吨，具体还可以是0.1kg/吨、0.2kg/吨、0.4kg/吨、0.6kg/吨、0.8kg/吨、1.0kg/吨等。步骤s103：将处理过的阳离子淀粉加入混合液体，以获得处理后的涂布损纸。在一个应用场景中，处理过的阳离子淀粉为完全糊化的阳离子淀粉。具体可以将阳离子淀粉与水混合，加热至53℃以上，使得胶束结构全部崩溃，淀粉分子形成单分子，并为水所包围而成为溶液状态，即可将淀粉糊化。其中，完全糊化的阳离子淀粉与涂布损纸的绝干质量比为：5-30kg/吨，具体可以是5kg/吨、10kg/吨、20kg/吨、30kg/吨等。需要指出的是，阳离子淀粉携带阳电荷，且分子量较高，能有效的吸附于涂布损纸的纸浆纤维上，从而增加纤维与纤维之间的结合点，从而能够提升涂布损纸纸浆纤维强度。另外，由于灰分一般为阴离子性的颗粒，同时完全糊化的阳离子淀粉具有较大的粘度以及粘结力，从而使得完全糊化的阳离子淀粉能够有效地与灰分结合在一起，进一步结合在纸浆纤维上从而能够提升涂布损纸的灰分的保留率。因此，本实施方式中，向涂布损纸中先加入阳离子试剂，再加入处理过的阳离子淀粉，从而使得涂布损纸中的阴离子垃圾通过阳离子试剂与纸浆纤维结合，提高阴离子垃圾的保留率。然后处理过的阳离子淀粉进一步与灰分以及纤维结合，提高涂布损纸纸浆纤维强度的同时，能够提高灰分的保留率。因此，通过上述方式，能够降低涂布损纸在回到造纸工艺时对纸机湿端的负面影响，同时还能够提高涂布损纸的性能。另外，需要强调的是，本实施方式中，在对涂布损纸进行处理时，需先加入阳离子试剂，然后再加入阳离子淀粉。这是因为阳离子淀粉的主要作用是增强纸浆纤维及保留涂布损纸的灰分，在阳离子淀粉的量为一定的情况下，如果先加入阳离子淀粉，则其优先与阴离子垃圾结合，从而使得阳离子淀粉不能结合在纸浆纤维上，也不能起到保留涂布损纸的灰分的作用。此时，再加入阳离子试剂，如pei和/或pvam，由于pei或pvam均为较小分子量，其结合在涂布损纸的纸浆纤维上，也并不能提升纸浆纤维强度。因此，只有先加入阳离子试剂，如pei和/或pvam，将阴离子垃圾吸附在纸浆上，才能使得在添加阳离子淀粉时，能够发挥上述作用。其中，请参阅图3，在一实施方式中，步骤s103之后，还包括：步骤s104：将处理后的涂布损纸加入第一浆料当中，获得混合的第二浆料，以利用第二浆料进行纸张抄造。其中，第一浆料可以是新鲜的纸浆，或者新鲜纸浆与其它物质的混合物，其它物质可以是造纸添加剂，或者还可以是经过处理或未经处理的涂布损纸。通过本实施方式，将处理后的涂布损纸与新鲜的纸浆等混合在一起进行纸张抄造，即不会过于影响混合浆料的性能，同时还能够降低纸张生产成本、减少浪费、节约森林资源。本发明涂布损纸一实施方式中，该涂布损纸由上述本发明涂布损纸的处理方法处理得到，具体的处理方法请参阅上述实施方式，此处不再赘述。本发明纸张一实施方式中，该纸张由包含上述本发明涂布损纸实施方式中的涂布损纸的纸浆抄造而成。其中，涂布损纸的相关详细内容请参阅上述实施方式，此处不再赘述。本实施方式中生产的纸张，既具有较好的性能，又具有较低的生产成本，并能够减少浪费、节约森林资源。下面通过具体的实施例以及对比例等对本发明上述内容进行具体说明。标准例：取将经过颜料涂布后的没有达到涂布纸的品质要求的成品纸，经过疏解、过筛及除渣、浓缩等工艺处理后的涂布损纸，浓度为3.5％。实施例1：利用与标准例中相同的方法获取涂布损纸，浓度为3.5％。在搅拌条件下，向涂布损纸中加入阳离子性的pei，其中，该pei的电荷密度为13meq/g，分子量为100万，与涂布损纸的绝干质量比为0.1kg/吨，搅拌均匀后，再加入完全糊化后的造纸湿端用阳离子淀粉，其中，完全糊化的阳离子淀粉的与涂布损纸的绝干质量比为30kg/吨，继续搅拌均匀，得到处理后的涂布损纸。实施例2：利用与标准例中相同的方法获取涂布损纸，浓度为3.5％。在搅拌条件下，向涂布损纸中加入阳离子性的pei，其中，该pei的电荷密度为8meq/g，分子量为70万，与涂布损纸的绝干质量比为1.0kg/吨，搅拌均匀后，再加入完全糊化后的造纸湿端用阳离子淀粉，其中，完全糊化的阳离子淀粉的与涂布损纸的绝干质量比为5kg/吨，继续搅拌均匀，得到处理后的涂布损纸。实施例3：利用与标准例中相同的方法获取涂布损纸，浓度为3.5％。在搅拌条件下，向涂布损纸中加入阳离子性的pvam，其中，该pvam的电荷密度为10meq/g，分子量为80万，与涂布损纸的绝干质量比为0.5kg/吨，搅拌均匀后，再加入完全糊化后的造纸湿端用阳离子淀粉，其中，完全糊化的阳离子淀粉的与涂布损纸的绝干质量比为15kg/吨，继续搅拌均匀，得到处理后的涂布损纸。对比例1：利用与标准例中相同的方法获取涂布损纸，浓度为3.5％。在搅拌的条件下，向涂布损纸中加入阳离子性的pvam，该pvam的电荷密度为10meq/g，分子量为80万，与涂布损纸的绝干质量比为0.5kg/吨，搅拌均匀，得到经过pvam处理后的涂布损纸。对比例2：利用与标准例中相同的方法获取涂布损纸，浓度为3.5％。在搅拌的条件下，向涂布损纸中加入完全糊化后的造纸湿端用阳离子淀粉，其中，阳离子淀粉与涂布损纸的绝干质量比为15kg/吨，继续搅拌均匀，得到经过阳离子淀粉处理后的涂布损纸。对比例3：利用与标准例中相同的方法获取涂布损纸，浓度为3.5％。在搅拌的条件下，向涂布损纸中加入完全糊化后的造纸湿端用阳离子淀粉，其中，阳离子淀粉与涂布损纸的绝干质量比为15kg/吨，搅拌均匀后，再加入阳离子性的pvam，该pvam的电荷密度为10meq/g，分子量为80万，其与涂布损纸的绝干质量比为0.5kg/吨，继续搅拌均匀，得到经过两种药品处理后的涂布损纸。将上述标准例以及各实施例、对比例中所最终得到的涂布损纸分别进行如下测试：1、分别将标准例、实施例1-3中最终得到的涂布损纸，用清水稀释至浓度为1％，分别取500ml稀释后的涂布损纸，在动态滤水仪(ddj)转速为500r/min的搅拌条件下，收集前100ml滤液，测定该滤液的浊度及pcd。2、分别将标准例、实施例1-3中最终得到的涂布损纸，用清水稀释至1％浓度，依次加入200ppm(对绝干重量涂布损纸)阳离子聚丙烯酰胺和2400pp(对绝干重量涂布损纸)的膨润土，阳离子聚丙烯酰胺和膨润土为保留助剂，然后抄造成片，抄片克重为60g/m2，测定纸张的抗张指数。具体测试结果如下所示：表1标准例及实施例的涂布损纸测试结果项目标准例实施例1实施例2实施例3浊度105225501066611pcd-274-55-78-67抗张指数n·m/g32.641.333.537.4手抄片灰分％19.521.620.921.6表2实施例3及对比例的涂布损纸测试结果项目对比例1对比例2对比例3实施例3浊度980015401366611pcd-158-96-72-67抗张指数n·m/g32.836.636.837.4手抄片灰分％19.921.021.021.6由表1可见，与标准例相比，实施例1-3中的经过处理后的涂布损纸，(1)浊度明显降低，这表明滤液中的灰分较少，涂布损纸中的灰分绝大部分都能够保留在纸浆纤维上；pcd也显著提升，表明滤液中含有的阴离子垃圾显著减小，即pei或pvam能够将绝大部分的阴离子垃圾都吸附在纸浆纤维上。(2)抄片的强度显著较高，(未处理的涂布损纸)，说明在pei或pvam之后，添加完全糊化的阳离子淀粉，涂布损纸的纤维强度能够显著得到提升；同时手抄片的灰分也明显高于对照组，也间接表明，先后经过阳离子试剂和完全糊化的阳离子淀粉处理后的涂布损纸，在相同保留助剂的添加下，灰分保留率也明显得到提升。也就是说，在实施例1-3中的处理后的涂布损纸在灰分保留率较高的情况下仍能够保持较高的纸浆纤维强度。另外，需要指出的是，与实施例3中处理涂布损纸的方法相比，对比例1中未使用阳离子淀粉处理，对比例2中未使用阳离子试剂处理，对比例3中则是调换了阳离子试剂和阳离子淀粉的添加顺序，其它条件均相同。由表2可以看出，与对比例1-3相比，实施例3中最终得到的处理后的涂布损纸的浊度最低、pcd最高、同时，手抄片抗张指数及手抄片灰分最高。这表明，在对涂布损纸处理时，要先添加阳离子试剂，再添加阳离子淀粉，最终得到的涂布损纸的处理效果是最佳的。以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12