用于生产纸或板的方法及其产品技术

本发明专利技术提供了一种用于生产纸或板的方法，其包括：在包括碎浆机的碎浆系统中碎浆干燥纤维的浆料，和/或在集成造纸厂的纤维管线中给料未干燥纤维的浆料；在碎解机和/或磨浆机中对浆料进行碎解和/或磨浆，可选地稀释碎解和/或磨浆的浆料，将碎解和/或磨浆的浆料引导至流浆箱，形成纸幅，并干燥该纸幅，其中在浆料的碎解和/或磨浆之前，将聚合物造纸添加剂添加到干燥纤维和未干燥纤维的浆料的一种或多种中。本发明专利技术还提供了具有改进性能的纸和板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产纸或板的方法及其产品
本专利技术涉及一种用于生产纸或板的方法。本专利技术还涉及用所述方法生产的纸和板。
技术介绍
为了改进纸的性能，20世纪40年代和50年代初首次使用了合成树脂，例如干强剂，如丙烯酰胺聚合物。发现聚丙烯酰胺聚合物是有效的干强度树脂。虽然文献报道了其它类型的合成干强度树脂，但商业产品主要基于丙烯酰胺。使用强度添加剂有诸多益处。可以在保持纸强度的同时减少磨浆(refining)，从而节省能源。在用低强度、低成本的配料替代昂贵的高质量纤维材料的同时，可以保持强度性能。此外，可以增加干强度而不相应增加表观密度，如增加磨浆的情况。除上述丙烯酰胺聚合物外，各种其它组合物提供强度性能。这些组合物中的许多可以分类为阳离子的非含丙烯酰胺聚合物，例如乙烯基吡啶及其共聚物，以及多胺、酮和醛的缩聚物。除了合成强度剂外，天然添加剂也用来改进纸的强度性能。聚合物不仅用于改进纸的性能，而且还用作改进造纸机性能(如停留和排水)的过程化学品。通常，需要在同一台造纸机上添加几种不同的聚合物产品以实现目标的纸性能和过程效率。关于运输效率和产品的保质期，如果聚合物是干燥的形式将是理想的。然而，干聚合物需要在仔细控制的条件下溶解，以避免未溶解或未完全溶解的聚合物的表面湿块或凝胶的形成，有时称为鱼眼。不仅聚合物的形态，而且其分子量也影响溶解行为。通常，聚合物的分子量越高，其完全溶解的难度就越大或时间就越长。不完全溶解的聚合物凝胶或鱼眼是非常不期望的，因为它们倾向于分散缓慢，堵塞小孔，降低生产速度，沉积在设备上，在纸上出现斑点，甚至造成针孔。特别是使用高速机器的现代造纸过程对沉积物非常敏感。作为预防措施，正在定期清洗和清洁过程设备，导致停机和生产损失。沉积物还可能降低纸质量，导致纸幅断裂，或导致纸上出现孔或暗点，在极端情况下可能导致纸排除。即使是低水平的沉积物也可能导致质量降低，并且在生产的纸的进一步处理中产生问题，例如印刷期间的卷筒断裂，以及印刷机的污染。虽然鱼眼可以在溶解聚合物后去除，例如通过过滤或离心，但这需要操作和维护额外的设备，并且浪费部分聚合物。尽管人们对改进纸性能的方法和开发新的改进过程进行了深入研究，但仍然需要更简单和更有效的方法来生产具有改进性能的纸和纸板。还希望提供更环保的纸或板制造方法。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于生产具有改进特征的纸或板的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种用于生产纸或板的简化且更有效的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种具有改进的特征、特别是改进的强度的纸和板产品。本专利技术的另一个目的是提高聚合物造纸添加剂，特别是高分子量的聚合物造纸添加剂在提高纸或板的强度以及纸或板制造过程的停留和脱水方面的效率。在纸或板制造过程中，聚合造纸添加剂(如强度添加剂如CMC)的典型投入点是在稀释泵之前的浓浆料中。另一个典型的聚合物造纸添加剂的投入点，如停留聚合物，是在稀浆料中，在用白水(whitewater)稀释浓浆料之后，但在流浆箱(headbox)之前。在传统的纸和板制造过程中，聚合物造纸添加剂如强度添加剂，在添加到浓浆料和/或稀浆料之前小心地溶解在水中，甚至加以过滤。通常，在造纸过程中使用之前，聚合物造纸添加剂必须完全溶解，以避免运行过程中的困难和/或由未完全溶解的聚合物的残留物造成生产的纸中的缺陷。在现有的纸和板制造方法中，高分子量的聚合物造纸添加剂，包括强度添加剂，在添加到造纸纤维浆料之前溶解在水中，并且通常进一步稀释。这需要使用复杂的方法、昂贵和庞大的溶解设备和罐以及大量的溶解和稀释水。溶解方法和设备可能因添加剂的形式不同而不同。对于粉末(固体)形式的产品，通常需要将粉末颗粒良好地分散在水中并搅拌一小时左右以达到成熟。需要充分的搅拌使产品保持悬浮状态。成熟后，得到均匀、粘稠的聚合物溶液。乳液形式的聚合物造纸添加剂在乳液与水接触时通常需要剧烈的搅拌。与聚合物粉末相比，乳液具有更快的成熟，聚合物溶液可以立即使用，尽管较短的熟化是优选的。对于工业应用，高分子量聚合物通常不能作为现成的液态水溶液获得，因为聚合物含量需要极低才能使溶液的粘度易于处理。出乎意料地发现，如果在浆料的碎解和/或磨浆之前将聚合物造纸添加剂，特别是高分子量的聚合物造纸添加剂加入纤维浆料中，甚至是作为干粉和/或水分散体，可以减轻或解决上述问题，并且出乎意料地可以提高聚合物造纸添加剂(如具有高分子量的那些)对各种纸强度特性、脱水和例如填料(灰分)、细粒和造纸化学品的停留中的一种或多种的效率。利用本专利技术的方法，可以将聚合物造纸添加剂，特别是高分子量的聚合物造纸添加剂更均匀地分散至纤维浆料，从而改进生产的纸和板的性能，而且也提高了运行性。利用本专利技术的方法，聚合物造纸添加剂，特别是高分子量的聚合物造纸添加剂，与浆料中的组分(包括纤维、细粒和其它纸/板制造化学品)更好地相互作用。通过在碎解和/或磨浆之前向纤维浆料中添加聚合物造纸添加剂，可以以较低的能量消耗获得目标的碎解水平和/或磨浆程度。磨浆的主要目的是提高纤维的粘接能力，以提高纸或板的强度和平滑度。利用本方法，可以以较少的能量消耗达到或甚至超过目标的磨浆度(表示为加拿大游离度)，从而提高纤维的粘合能力，这进而可以允许总纤维含量的降低，或者替代具有较低强度的昂贵的高质量纤维，例如再生纤维材料，同时保持生产的纸或板的强度特性。在优选的实施方式中，聚合物造纸添加剂是强度添加剂，从而进一步提高纸或板的强度，例如干强度。由于可以通过施加较少的磨浆能量来获得目标强度规格，因此可以减少或甚至消除磨浆的一些已知缺点，例如较高的密度或较低的体积、降低的撕裂强度、排水性、脱水性、吸收性、透气性和亮度。此外，可以减少纤维的内在强度的降低，使得纤维可以进行更多的循环次数。利用本专利技术的方法，纤维对纤维的粘合可以增强，因此生产的纸或板可以脆性更小和更有弹性。这样的纸或板可以折叠而不破坏纸/纸板结构。此外，本方法提供了改进的平滑度和对纸/纸板孔隙率的更好控制，从而更好地控制表面处理组合物和印刷油墨的渗透，从而改进了表面处理和印刷的均匀性、性能和质量。本专利技术的另一个优点是，制备聚合物造纸添加剂(特别是高分子量聚合物造纸添加剂)的水分散体的设备与完全溶解所需的设备相比，可以大大简化并且体积小得多。当聚合造纸添加剂作为粉末添加到过程中时，甚至不需要分散设备。可以避免溶解、进一步稀释、过滤和/或离心步骤，因为在碎解和/或磨浆之前将聚合物造纸添加剂添加到纤维浆料中，为聚合物溶解和均匀分布到纤维浆料中提供了延长的时间。这使得即使在空间有限的小型造纸机和造纸厂处也可以使用粉状聚合物造纸添加剂，并且可以避免对昂贵和笨重设备的投资。由于聚合物造纸添加剂在添加到造纸过程中之前与水接触的时间较少或完全不与水接触，因此可避免微生物或酶活性降解聚合物。这特别是当使用天然聚合物时是有利的，因为它们经常含有残留的酶、微生物和/或微生物孢子。另外，由于使用前与水的接触时间较短或没有接触时间，可以减少低质量水(例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产纸或板的方法，包括/n在包括碎浆机的碎浆系统中碎浆干燥纤维的浆料，和/或/n在集成造纸厂的纤维管线中给料未干燥纤维的浆料；/n在碎解机和/或磨浆机中碎解和/或磨浆所述浆料，/n可选地稀释碎解和/或磨浆的浆料，/n将所述碎解和/或磨浆的浆料引导至流浆箱，形成纸幅，并干燥所述纸幅，/n其中将具有至少0.5dl/g特性粘度的聚合物造纸添加剂在所述浆料的碎解和/或磨浆之前添加到干燥纤维和未干燥纤维的所述浆料的一种或多种中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181217 FI 201860911.一种用于生产纸或板的方法，包括
在包括碎浆机的碎浆系统中碎浆干燥纤维的浆料，和/或
在集成造纸厂的纤维管线中给料未干燥纤维的浆料；
在碎解机和/或磨浆机中碎解和/或磨浆所述浆料，
可选地稀释碎解和/或磨浆的浆料，
将所述碎解和/或磨浆的浆料引导至流浆箱，形成纸幅，并干燥所述纸幅，
其中将具有至少0.5dl/g特性粘度的聚合物造纸添加剂在所述浆料的碎解和/或磨浆之前添加到干燥纤维和未干燥纤维的所述浆料的一种或多种中。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物造纸添加剂作为粉末和/或作为水分散体添加到所述浆料中。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述聚合物造纸添加剂添加到所述干燥纤维的所述浆料中，优选地添加到所述碎浆机中。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述聚合物造纸添加剂具有至少1dl/g、优选地至少2dl/g的特性粘度。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述聚合物造纸添加剂具有由1重量％的聚合物水溶液(干/干)测量的至多10000mPas的粘度，优选地由2重量％的聚合物水溶液(干/干)测量的50-5500mPas，或者更优选地300-5500mPas的粘度。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述聚合物造纸添加剂包括至少一种天然聚合物，优选地至少一种多糖。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多糖包括至少一种纤维素类多糖、海藻酸盐类多糖、瓜尔胶类多糖、淀粉类多糖或其任意组合；优选地至少一种纤维素类多糖、淀粉类多糖或其任意组合；最优选地至少一种纤维素类多糖。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述纤维素类多糖包括至少一种阴离子纤维素类多糖，所述阴离子纤维素类多糖包括至少一种氧化纤维素、磷酸化纤维素、阴离子纤维素醚或其任意组合，优选地至少一种阴离子纤维素醚，最优选地羧甲基纤维素(CMC)。


9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，所述纤维素类多糖包括微纤维纤维素。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述聚合物造纸添加剂包括至少一种天然聚合物和至少一种合成聚合物。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述聚合物造纸添加剂在pH7下具有净阴离子或净阳离子电荷，优选地在pH7下具有净阴离子电荷。


12.根据权利要求1至11...

【专利技术属性】
技术研发人员：迭戈·萨拉斯，李镇晧，简卢伊肯·赫姆斯，
申请(专利权)人：凯米拉公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI