生产纸张的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产纸张或纸板的方法，其包括：向进入造纸机流浆箱的浆料物流中加入助留体系，将所述浆料物流引导到网上，使在所述网上的所述浆料物流脱水以形成纸幅，和干燥所述纸幅，其中所述助留体系包含水溶性阳离子聚合物和像微粒一样起作用的纳米纤维素，其中所述纳米纤维素以活性物质基于所述浆料的干固体重量计算小于1%的量加入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种生产纸张和纸板的方法，其中使用作为助留体系的阳离子聚合物和微粒状物质纳米纤维素。
技术介绍
目前，在纸张生产、尤其是高级纸张生产的助留体系中使用无机微粒非常常见，目的在于进一步改善生产方法的效率。引入微粒的优势包括改善留着性、更有效地脱水和更好地成型。在使用中最有效的微粒为各种类型(固体或溶胶)的基于胶体氧化硅的微粒和属于粘土的蒙脱石类的斑脱土状可溶胀天然材料。代替微粒化合物或除了微粒化合物以外，可以使用聚合物作为助留体系中的助留剂，这类聚合物可为阴离子、阳离子或非离子聚合物且其以高分子量为特征。与这些化合物相关的问题通常为过度絮凝，这使纸张的光学性 质劣化。在专利US 4 753 710中，斑脱土已经与阳离子聚合物一起用作纸张生产中的助留剂。在根据该专利的方法中，在最后剪切阶段之前将阳离子聚合物、优选聚乙烯亚胺、聚胺表氯醇产物、二烯丙基二甲氯化铵的聚合物或丙烯酸单体的聚合物加到水性纤维素悬浮液中，且在该剪切阶段之后加入斑脱土。由此实现改善的留着性、脱水、干燥和成网性质。在根据该方法的微粒体系中，使用斑脱土，其可以商品名称HYDR0C0L购得。在专利US 5 194 120中描述了硅酸盐微粒与阳离子聚合物一起用于助留体系中。在合成的非晶金属硅酸盐中普遍的阳离子为Mg，且该聚合物优选为聚丙烯酰胺的叔胺或季胺衍生物，它们的重量比在O. 03:1至30:1之间。通过该方法，使用比先前更小量的助留剂改善了留着性、脱水和成型，且因此相应地降低成本。WO 01/40577 Al公开了一种生产纸张或纸板的方法，其中将助留剂加到浆料物流中。改善的留着性和更有效的脱水通过向浆料物流中加入阳离子聚合物溶液和由蒙脱石类的溶胀性粘土如斑脱土和其中普遍的阳离子为镁的胶体合成的金属硅酸盐构成的形成悬浮液的微粒混合物来实现。最常用的微粒为无机材料，特别是各种矿物。这类矿物增加所生产纸张的灰分含量。US 4 483 743公开了一种制造微纤维化纤维素(MFC)的方法，其通过以下进行使纤维素的液体悬浮液穿过具有小直径孔口的高压均化机，其中悬浮液经受至少3000psig(20670kPa)的压降和高速剪切作用、接着高速减速冲击；和使所述悬浮液重复穿过孔口，直至纤维素悬浮液变得基本稳定。所生产的MFC具有超过280%的保水值。MFC可与纸制品和非编织薄片一起使用以改善其强度。通过这类方法生产的MFC通常具有约25-100nm的宽度，同时长度相当长。US 4 952 278公开了一种具有通过并入膨胀的纤维素纤维和乳浊矿物颜料如二氧化钛获得的具有高度不透明性和改善的拉伸强度的纸张结构。膨胀的纤维素纤维可为上述专利中描述的微纤维化纤维素。膨胀的纤维素纤维是以基于乳浊纸张结构的干重计算1%-25%、优选5%-10%的量加入。WO 2007/091942 Al公开了ー种制造微纤维化纤维素的改善的方法。据称所公开的方法解决了关于高压均化机堵塞和高能耗的问题。根据该文献，微纤维化纤维素通过精磨含半纤维素纸浆、优选亚硫酸盐纸浆和用木材降解酶处理纸浆，接着使纸浆均化来制造。该酶为纤维素酶，优选为内切葡聚糖酶型纤维素酶，其最优选为单组分内切葡聚糖酶。该纸浆可在酶处理之前或之后精磨或在酶处理之前和之后都精磨。所获得的微纤维化纤维素可用于食品、化妆品、医药产品、纸制品、复合材料、涂料或流变改性剂(例如钻井泥浆)中。由Wagberg Lars 等，Langmuir 2008,第 24 卷，2008,第 784-795 页描述了又一类型的微纤维化纤维素。该微纤维化纤维素通过使羧甲基化纤维素纤维高压均化来制备。这些纤维为亚硫酸盐软木溶解纸浆纤维。所生产的MFC通常具有约5-15nm的宽度和可大于I μ m的长度。并且，已知其他化学预处理方法，诸如由Saito等在Biomacromolecules,第8卷，第8期，2007，第2485-2491页中描述的纸浆纤维的氧化预处理。将纸浆纤维用2，2，6，6-四甲基哌啶-I-烃氧基(TEMPO)介导的体系氧化，接着机械处理。该氧化预处理将纤维素的 伯醇羟基转化为羧酸酯基。所生产的纳米纤维通常具有约3-4nm的宽度和几μ m长度。本专利技术的目的之ー在于提供一种有机物质，其像微粒ー样起作用，与矿物微粒相比,其产生改善的留着性,且其由可再生材料制成。专利技术概述根据本专利技术，已经发现，纳米纤维素可作为微粒状物质与水溶性阳离子聚合物一起用于助留体系中以改善在纸张或纸板生产期间的总留着性和填料留着性。另外，发现，除了改善留着性以外，纳米纤维素也改善在纸张或纸板生产中造纸浆料的排流。根据我们的观察，当纳米纤维素与阳离子聚丙烯酰胺一起使用时，其在助留体系中充当有效的微粒状物质。与此相比较，包含阳离子聚丙烯酰胺和作为无机微粒的斑脱土的助留体系不太有效。专利技术详述因此，根据本专利技术的第一方面，提供一种生产纸张或纸板的方法，其包括向进入造纸机流浆箱的浆料物流中加入助留体系，将所述浆料物流引导到网上，使在所述网上的浆料物流脱水以形成纸幅，和干燥所述纸幅，其中所述助留体系包含水溶性阳离子聚合物和像微粒一祥起作用的纳米纤维素，其中所述纳米纤维素以活性物质基于浆料的干固体重量计算小于1%的量加入。所述纳米纤维素优选以活性物质基于浆料的干固体重量计算在O. 02%至O. 8%之间、更优选在O. 05%至O. 7%之间且最优选在O. 1%至O. 5%之间的量加入。所述纳米纤维素可以包含至多5%、优选O. 1-4%、更优选O. 3-3%重量的固体的水性悬浮液或凝胶的形式加入。在本说明书中使用的术语“纳米纤维素”包括例如在上述公开案中所述类型的微纤维化/微纤维状纤维素和纳米纤维化/纳米纤维状纤维素。构成纳米纤维素的发展的基础的基本思想是简单分层细胞壁且释放构成木材纤维的主要结构单元的微纤维。纳米纤维素为甚至处于极低浓度的凝胶型材料。纳米纤维素纤维的宽度和长度视特定制造方法而不同。纳米纤维素的典型宽度为约3-约lOOnm，优选为约10-约30nm，且典型长度为约IOOnm-约 2 μ m，优选为约 lOO-lOOOnm。纳米纤维素可通过如在US 4 483 743中所述的多次剪切或通过如在WO2007/091942中所述的与机械剪切结合的酶促水解或通过如由W^gberg Lars等，Langmuir 2008,第 24 卷，第 784-795 页和 Saito 等，Biomacromolecules,第 8 卷，第 8 期，2007，第2485-2491页中描述的化学预处理/改性纤维素纸浆且随后使其经受机械剪切来由包括亚硫酸盐纸浆和牛皮纸浆的纤维素纸浆或预水解纤维素纸浆生产。如上所解释，根据制造方法，存在各种类型的纳米纤维素。优选的纳米纤维素为通 过酶促处理、接着在高压均化机中均化而由纤维素纸浆生产的类型。在酶促处理中的酶优选包含纤维素酶，诸如内切葡聚糖酶。所述高压均化机优选包括z形腔室，且纸浆穿过腔室数次，优选穿过至少三次。另ー优选的纳米纤维素为通过化学预处理、接着在高压流化床/均化机中均化而由纤维素纸浆生产的类型。各种化学改性在本领域中熟知。优选的化学预处理包括纤维素纤维的羧甲基化。所述纸浆可为亚硫酸盐纸浆或牛皮纸浆。并且，可以使用具有低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·尤波，U·斯滕巴卡，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：