[发明专利]一种造纸填料在线表面改性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸填料连续在线表面改性的方法。特别是利用一种特制的喷射混合装置将改性淀粉以及助留剂对造纸填料在造纸厂进行连续在线表面改性的方法。

背景技术

在加填纸张的生产过程中，填料一般添加在流浆箱之前的造纸浆料体系中，单元或双元助留剂往往在填料加入点前后加入，以改善填料在成形网上的留着。在造纸浆料中添加填料不仅有助于改善纸张不透明性、白度、手感、印刷适应性等物理指标，还能加快湿纸页的干燥速度，节约干燥蒸汽的消耗，更为重要的是，填料要远比造纸纤维便宜，增加填料的使用量，有助于节约造纸成本，减轻生态环境负荷。

但是，目前纸张填料的添加量只能保持在较低的水平，其中一个重要的制约因素是纸张填料用量的提高会引起纸张强度的下降。例如，纸张抗张强度的下降、耐折、耐破、抗压性能的下降，分切、印刷过程中掉毛掉粉程度的增加等。

提高纸张灰分含量的一个首要前提条件是提高填料的首程留着率，它要求填料在抄纸的剪切、紊流、真空条件下，具有较高的保留性和滤水性能。助留剂一般承担填料的保留功能，且一般在填料加入点的前后单点或多点加入。这种体系的一个缺点是助留剂在与填料接触之前，容易被长纤维、细小纤维、阴离子垃圾或其它化学品所捕获，从而降低了助留剂与填料的接触几率。一种不得已的做法是提高助留剂的用量，但是助留剂用量增加容易产生较大直径的纸浆絮团，影响纸张的匀度，这是造纸过程中不愿意看到的。

通常纸张灰分含量的提高会导致纸张强度的下降，一方面是因为纤维比例的减少导致纤维间氢键结合点数量的减少；另一方面是因为填料本身并没有氢键，填料与填料之间或者填料和纤维之间不能形成氢键结合力，而且填料夹在纤维与纤维之间，在空间上也阻止了纤维与纤维间的氢键结合。

水溶性的天然或合成类聚合物往往被用来作为加填纸的增强剂使用。改性淀粉是其中应用最为广泛，且成本最为经济的增强和助留剂之一。改性淀粉尤其是阳离子淀粉或两性淀粉经过蒸煮后用于造纸可以取得较为理想的增强、助留、施胶剂乳化等效果。在纸板的生产过程中，喷淋淀粉被经常作为层间增强剂使用。不经过溶胀的喷淋淀粉或者经过部分溶胀的喷淋淀粉都能够达到较为理想的层间增强效果，因为在有水存在的条件下，喷淋淀粉能够从纸机烘缸部位获得足够的胶化热量。但是，这些喷淋淀粉多数集中分布在纸与纸的层间，难以达到提高纸张整体增强的效果。