[发明专利]造纸工艺及纸张

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸工艺及应用该工艺制得的纸张。

背景技术

为了节省植物纤维的用量和改善纸的某些性能，现在造纸行业普遍采用在造纸过程中加入各种矿物填料如滑石粉、高岭土、碳酸钙、绢英石、二氧化钛等来代替植物纤维。但是这些填料本身与纤维的结合力很差，故而留着率很低，而流失到白水池中的填料则使白水的净化和废物处理成为严重问题。另一方面，填料的加填会使纸张的各项技术指标严重恶化，尤其是强度指标。

现有的对填料的改性方式，比如用淀粉处理填料后，在遇到水性液体时，淀粉溶解于水中，会使颗粒重新变得细小，这样填料在纸张上的保留率无法提升，或者提升幅度很小，同时还会影响纸张的强度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种有效提升纸张填料保留率的造纸工艺。

另外，还有必要提供一种应用上述造纸工艺制得的纸张。

一种造纸工艺，其包括如下步骤：

制备淀粉-填料复合物体系：分别配置淀粉水悬浊液和造纸填料水悬浊液；将淀粉水悬浊液、造纸填料水悬浊液、交联剂混合得到混合物体系，其中淀粉与填料的绝干比介于1：210与1：1000之间，交联剂与淀粉的绝干比介于0.1：100与60：100之间；调整混合物体系的温度使所述混合物体系中的淀粉糊化，形成淀粉-填料复合物体系；

提供纸浆，将上述完成淀粉-填料复合物体系与纸浆进行混合，并使用上述纸浆抄造成纸。

一种应用上述造纸工艺制得的纸张，该纸张的填料保留率达到90%及以上。

由于填料被包裹在交联淀粉中，即填料是以淀粉-填料复合物体系的形式存在，使得纸张的强度不会因为填料的加入而降低；相对未改性的填料，淀粉-填料复合物体系的粒径增大，从而不易透过成型网，有助于填料颗粒的留着，另一方面复合物体系的交联淀粉能够与浆料纤维产生氢键结合的作用使得的填料粘附在纤维上，使得填料在纸张中的留着率大大提高。

具体实施方式

本发明的造纸工艺，其包括如下步骤：

（1）分别配置淀粉水悬浊液和造纸填料水悬浊液。

该淀粉可选自阳离子淀粉、阴离子淀粉、两性淀粉和无电性淀粉中的至少一种，优选为阳离子淀粉。

该填料可选自滑石粉、高岭土、研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、矿物纤维、绢英石和二氧化钛中的至少一种。

该步骤中将淀粉和填料分别配置成水悬浊液，淀粉和填料分散良好，便于后续反应的进行，使填料更好的被包裹在交联淀粉中。

（2）将淀粉水悬浊液、造纸填料水悬浊液、交联剂混合得到混合物体系，其中淀粉与填料的绝干比介于1：210与1：1000之间，优选介于1：210与1：300之间，交联剂与淀粉的绝干比介于0.1：100与60：100之间，优选介于2：100与60：100之间。

交联剂可选自三偏磷酸钠、六偏磷酸钠、六偏磷酸钾、三氯氧磷、甲醛、乙醛、乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧碘丙烷、表氯醇、聚丙烯酰胺甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、碳酸锆钾、碳酸锆铵、异氰酸盐中的至少一种。

上述的各种交联剂与淀粉的反应机理主要分为两类，一类是交联剂分子与淀粉分子之间形成醚键，如甲醛、乙醛、乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧碘丙烷，另一类是交联剂分子与淀粉分子之间形成酯键，如三偏磷酸钠、六偏磷酸钠、六偏磷酸钾、三氯氧磷。

该步骤中，根据交联剂种类的不同，混合物体系可能需要调节pH。如醚交联反应需要调节pH至2-8，酯交联反应需要调节pH至9-12。

（3）调整混合物体系温度（如50-100℃）使所述混合物体系中的淀粉糊化，同时交联剂与淀粉交联反应，形成淀粉-填料复合物体系。

（4）提供纸浆，将上述完成淀粉-填料复合物体系与纸浆进行混合，以配制成纸浆并使用上述纸浆抄造成纸。

该淀粉-填料复合物体系中含有的填料与纸浆的绝干质量比介于1：100与200：100之间。该纸浆的浓度为2%-10%。该纸浆可以是长纤、短纤或损纸中的任意一种或几种的混合物，浆料的种类可以是机械浆、化学浆、化学机械浆、纯木浆、非木浆或回收浆，以上各种浆料可以是经过磨浆处理，也可以不进行磨浆处理。用改性后的填料抄造的加填纸可以是文化用纸、生活用纸、瓦楞纸等各种纸种，纸张中填料含量比例为1：100至70：100，纸张的克重为12-250g/m²。