[发明专利]改性填料及其制备方法，应用其的造纸工艺及纸张

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸领域使用的改性填料及其制备方法，及应用该改性填料的造纸工艺及纸张。

背景技术

填料替代浆料纤维用于造纸过程，可以显著降低造纸成本，提高纸张的不透明度、白度、光泽度、平滑度、透气度、油墨吸收性及印刷适应性。造纸填料一般采用研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、瓷土、高岭土等。然而，这些填料与浆料纤维的结合性很差，其用量的提升会引起纸张强度的下降，比如抗张强度、撕裂强度、耐破强度等的下降，还会引起纸张掉粉、掉块，严重影响纸张的印刷品质。

为了克服因填料用量提升引起的纸张品质下降的问题，现有技术通常通过对填料改性以加强其与纤维的结合力。目前的填料改性一般使用淀粉、高分子物质、瓜尔胶等物质对填料进行包覆，然后再将该改性填料加入造纸浆料中进行原纸的抄造，由此制得的纸张品质得到提升，主要表现为纸张抗张、内聚力的提升，但由于淀粉、瓜尔胶等物质添加于纸张后，会引起纸张撕裂强度、耐折强度的下降，并且由于这类物质易于流失于造纸水系统，引起白水负荷的增加。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种有效提升纸张强度的改性填料及其制备方法。

另外，还有必要提供一种应用上述改性填料的造纸工艺。

此外，还有必要提供一种应用上述造纸工艺制得的纸张。

一种改性填料，其含有填料、阳离子聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和两性聚丙烯酰胺，其中阳离子聚丙烯酰胺直接结合在填料颗粒表面，羧甲基纤维素结合于阳离子聚丙烯酰胺上，两性聚丙烯酰胺整体包覆所述填料颗粒；该阳离子聚丙烯酰胺的分子量为500万至700万道尔顿，电荷密度为+18meq/g～+30meq/g，该两性聚丙烯酰胺的分子量为1000万～1200万道尔顿，电荷密度为+2.7meq/g～+3.5meq/g。

一种改性填料的制备方法，其包括如下步骤:

将填料加水配置成填料悬浊液；

向该填料悬浊液中加入阳离子聚丙烯酰胺搅拌均匀，该阳离子聚丙烯酰胺的分子量为500万至700万道尔顿，电荷密度为+18meq/g～+30meq/g；

向该添加有阳离子聚丙烯酰胺的填料悬浊液中添加羧甲基纤维素搅拌均匀；

向该添加有阳离子聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素的填料悬浊液中添加两性聚丙烯酰胺搅拌均匀，制得含改性填料的悬浊液，该两性聚丙烯酰胺的分子量为1000万～1200万道尔顿，电荷密度为+2.7meq/g～+3.5meq/g。

一种造纸工艺，其包括如下步骤：

提供改性填料，该改性填料还含有填料、阳离子聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和两性聚丙烯酰胺，其中阳离子聚丙烯酰胺直接结合在填料颗粒表面，羧甲基纤维素结合于阳离子聚丙烯酰胺上，两性聚丙烯酰胺整体包覆所述填料颗粒；该阳离子聚丙烯酰胺的分子量为500万至700万道尔顿，电荷密度为+18meq/g～+30meq/g，该两性聚丙烯酰胺的分子量为1000万～1200万道尔顿，电荷密度为+2.7meq/g～+3.5meq/g；

提供浆料；

将该改性填料加入浆料中，添加的改性填料的绝干量为浆料绝干质量的5%～40%。

一种应用上述造纸工艺制得的纸张，该纸张含改性填料，该改性填料还含有填料、阳离子聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和两性聚丙烯酰胺，其中阳离子聚丙烯酰胺直接结合在填料颗粒表面，羧甲基纤维素结合于阳离子聚丙烯酰胺上，两性聚丙烯酰胺整体包覆所述填料颗粒；该阳离子聚丙烯酰胺的分子量为500万至700万道尔顿，电荷密度为+18meq/g～+30meq/g，该两性聚丙烯酰胺的分子量为1000万～1200万道尔顿，电荷密度为+2.7meq/g～+3.5meq/g。

本发明将羧甲基纤维素牢固结合于改性填料之中，抄造过程中羧甲基纤维素随改性填料结合于纤维之上或者随改性填料被纤维层截获而存在于纸张中，从而不游离于水系统中，从而不影响纸机脱水和纸机运转稳定性，且同时羧甲基纤维素提升纸张强度的作用得以充分发挥。本发明的含羧甲基纤维素的改性填料用于纸张抄造时，可以显著提升纸张强度（如抗张强度、撕裂强度等）。

具体实施方式

本发明改性填料的制备方法，其包括如下步骤：

（1）将填料加水配置成填料悬浊液。该填料悬浊液的浓度优选为10%～50%。该填料采用常规的造纸使用填料，如研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、瓷土、高岭土等。

（2）向该填料悬浊液中加入1.4～2.5kg/吨绝干填料的阳离子聚丙烯酰胺，搅拌均匀。该阳离子聚丙烯酰胺的分子量为500万至700万道尔顿，电荷密度约为+18meq/g～+30meq/g。