增加紙或紙板中填料含量的方法技術

本發明專利技術涉及造制紙或紙板的方法，所述方法包括如下步驟：a.提供原料懸浮體；b.向所述原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和沉淀碳酸鈣的混合物；c.基本上直接在步驟(b)之前和/或之后向所述原料懸浮體添加酸性介質；d.形成在步驟(d)中獲得的原料懸浮體的幅材；e.干燥所述幅材。根據本發明專利技術向原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和PCC的混合物以及酸性介質改善纖維和填料(PCC)之間的結合，由此降低了與揚塵(粉塵)有關的問題。此外，所述方法能夠在實質上不影響強度的情況下向紙中添加更高量的填料。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及制造紙或紙板的方法，所述方法能夠增加紙或紙板中填料的含量。
技術介紹
所有生產出來的紙張的大部分包含礦物材料形式的填料。使用填料的初始原因是經濟性的，因為更昂貴的纖維材料可由更便宜的礦物材料代替。此外，許多紙性能被改善。首先，通過改善紙的表面平滑性、不透明性和白度而獲得改善的適印性性質。印刷油墨的吸收更高并且更均勻，圖像顯示得到改善，并且可改善壓延后的紙張光澤度。其它優點涉及尺寸穩定性、更好的外觀和更好的“感覺”。如上所述，填料提高成品紙的亮度的能力是重要的。這導致對添加昂貴的光學增白劑的需求的減少或消除。碳酸鈣是最常用的常規填料，但是還可小規模使用其它填料，例如粘土、二氧化鈦、滑石和二氧化硅(硅土)。文獻中還描述了有機填料。這些的實例為脲或甲醛的聚合物。當用作填料時，碳酸鈣以幾種形式存在，并且大部分高級(fine，精細)紙包含最高達25重量％的碳酸鈣。磨碎的大理石、磨碎的白堊和沉淀碳酸鈣是最常見的類型。最后提到的類型，沉淀碳酸鈣，通常被稱作PCC，是英語術語“沉淀碳酸鈣”的縮寫。PCC的使用在過去幾年中增加，并且現今PCC是在瑞典生產高級紙的主要填料。然而，添加填料導致紙的強度降低，因此向造紙原料懸浮體中添加填料的量通常存在實際的限制。與紙中較高量的填料有關的另一個問題是揚塵(粉塵、粉化)，即紙張表面松散且較弱地結合的顆粒脫落的趨勢，例如源自填料的PCC，其可在印刷機械上積聚。
技術實現思路
本專利技術的一個目標是容許造紙機提高紙或紙板的填料含量。本專利技術的另一個目標是降低紙或紙板的揚塵趨勢。這些和另外的問題通過本專利技術解決。本專利技術涉及造紙和紙板的方法，所述方法包括步驟：a.提供原料懸浮體；b.向所述原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和沉淀碳酸鈣的混合物；c.基本上直接在步驟b之前和/或之后向所述原料懸浮體添加酸性介質；d.形成在步驟(d)中獲得的原料懸浮體的幅材e.干燥所述幅材根據本專利技術向原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和PCC的混合物以及酸性介質改善纖維和填料(PCC)之間的結合，由此降低了與揚塵(粉塵)有關的問題。此外，該方法能夠在實質上不影響強度的情況下向紙添加更高量的填料。PCC和堿金屬硅酸鹽的混合物是堿性的，并且例如可具有約12的pH。在原料中纖維的存在下使所述混合物與酸性介質接觸時，PCC變成陰離子型的，并且由此在纖維和PCC之間形成更強的結合。堿金屬硅酸鹽與PCC形成弱復合物，這使得與酸性介質的反應更有效。可以例如0.3至2重量％或0.5至2重量％(基于PCC的干重計算)的量向PCC分散體添加堿金屬硅酸鹽。如本文所用的表述“直接在…之前和/或之后”可在步驟(b)之前或之后30秒以內的時間跨度內，或優選地在步驟(b)之前和/或之后1和10秒之間的時間跨度內。堿金屬硅酸鹽可為水溶液的形式，在向原料懸浮體添加之前該溶液與PCC顆粒混合。堿金屬硅酸鹽優選為硅酸鈉(例如以水玻璃的形式)和/或硅酸鉀。優選地，在添加PCC和硅酸鈉的混合物之后，直接向原料懸浮體添加酸性介質。這降低了酸性介質與例如來自循環的白水的原料懸浮體中存在的PCC殘余物反應形成二氧化碳的傾向。在添加PCC和硅酸鈉的混合物以及酸性介質之前或之后(即在步驟(b)之前或步驟(c)之后)，優選向原料懸浮體添加陽離子活性淀粉和/或陽離子合成聚合物。添加陽離子淀粉和/或陽離子合成聚合物以穩定濕部化學物質中電荷之間的平衡。可以例如5至15公斤/噸生產紙的量向懸浮體添加陽離子活性淀粉。可以例如100至1000g/噸的量向懸浮體添加陽離子合成聚合物。酸性介質可包括礦物酸、酸性金屬鹽和二氧化碳中的任一種。在一種模式中，酸性介質包括酸性鹽，優選鋁鹽如硫酸鋁、聚硝酸鋁、聚氯化鋁(PAC)或明礬(例如硫酸鋁鉀)。可以1至5kg/噸紙的量添加酸性介質例如PAC。當向原料懸浮體添加包括水溶性鋁鹽的酸性介質時，其中原料包括PCC和堿金屬硅酸鹽，部分堿金屬硅酸鹽形成聚硅鋁酸鹽(PAS)，其具有在寬的pH值范圍內保持PCC的高陰離子電荷的益處。具體實施方式根據本專利技術提供方法，其中向原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和沉淀碳酸鈣的混合物，在這之后或之前向所述原料懸浮體中添加酸性介質。這樣，PCC/堿金屬復合物對纖維的親和性增強，其容許向原料懸浮體添加更多量的填料，并且避免例如粉化的問題。PCC顆粒通常具有2至3μm的粒徑。堿金屬硅酸鹽優選以溶液(例如水玻璃)的形式提供并且混合至PCC分散體的流中。“原料懸浮體”意為包括纖維素纖維的造紙原料-懸浮體。原料懸浮體可包括原生紙漿懸浮體(長纖維紙漿、短纖維紙漿、機械紙漿、熱機械紙漿、化學紙漿、微纖維紙漿、納米纖維紙漿)、再生紙漿懸浮體(來自纖維回收過濾器的纖維部分、再生紙漿、廢棄品)、添加劑懸浮體和含固體的濾液。這種添加劑懸浮體可例如包括助留劑、表面活性劑、消泡劑、施膠劑或本領域技術人員已知的其它濕部化學品。可向造紙機的短循環中的原料-懸浮體的流連續地進料PCC和堿金屬硅酸鹽的混合物，即向纖維幅材或造紙原料懸浮體中。添加點可例如在機器箱和流漿箱之間的任何地方。可以20至25重量％的量向原料-懸浮體添加混合物。可以1至5kg/噸生產紙的量在PCC和堿金屬硅酸鹽的所述添加下游或上游1至10秒添加酸性介質。本專利技術的方法可用于生產任何種類的紙或紙板。本專利技術在高級紙、超級壓光紙或新聞用紙的生產中是特別有價值的。本專利技術可增加新聞用紙中的填料以增加灰分含量，由此提高紙張的印刷質量和不透明度。通過本專利技術的方法，紙中填料的總百分比可增加5％(即填料量可從20％增加至25％)。未經涂布的高級紙中的填料含量可為例如25至35重量％，基于干紙。在新聞用紙中，向泵添加的填料的含量可為例如10至15％。通過實施例并且參照圖1進一步描述本專利技術。根據所述實施例，提供了包括30％的針葉木牛皮紙漿和70％的闊葉木牛皮紙漿的紙漿懸浮體(1)。向所述懸浮體以約10kg/噸紙的量添加陽離子淀粉(2)。向20％分散體PCC(3)的流添加包括約28至32％硅酸鈉的水玻璃，并且基本上直接在向原料懸浮體(1)添加之前在靜態混合器中混合。在該實施例中，水玻璃的劑量為3.33kg/250kgPCC干重。以如此形成的紙的25重量％的量向紙漿懸浮體添加PCC和硅酸鈉的混合物。在添加所述混合物5秒之后，以3kg/噸形成紙的量向紙漿懸浮體添加PAC(5)。還可向原料懸浮體添加常規地用于造紙中的另外的濕部化學品。此后，將原料進料至造紙機的流漿箱(未示出)。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
制造紙或紙板的方法，其包括步驟：a.提供原料懸浮體；b.向所述原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和沉淀碳酸鈣的混合物；c.基本上直接在步驟b之前和/或之后向所述原料懸浮體添加酸性介質；d.形成在步驟(d)中所獲得的原料懸浮體的幅材e.干燥所述幅材。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.11 US 62/023,3081.制造紙或紙板的方法，其包括步驟：a.提供原料懸浮體；b.向所述原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和沉淀碳酸鈣的混合物；c.基本上直接在步驟b之前和/或之后向所述原料懸浮體添加酸性介質；d.形成在步驟(d)中所獲得的原料懸浮體的幅材e.干燥所述幅材。2.權利要求1的方法，其中所述堿金屬硅酸鹽為硅酸鈉和\...

【專利技術屬性】
技術研發人員：P哈坎松，
申請(專利權)人：斯道拉恩索公司，
類型：發明
國別省市：芬蘭;FI