紙張層間加填工藝及成紙機(jī)理的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的加填方式是向紙料懸浮液中加入不溶于水的礦物或合成填料。加填能改善紙張光學(xué)性能,節(jié)約纖維原料,降低生產(chǎn)成本。但當(dāng)加填量過多,不僅會降低成紙的物理強(qiáng)度,使紙張掉毛掉粉,還會對紙機(jī)濕部環(huán)境造成不利影響。在紙張成型過程中,由于填料的粒度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于纖維,大部分填料會通過網(wǎng)布而進(jìn)入到白水系統(tǒng)中,因此,加填后往往導(dǎo)致紙機(jī)白水濃度升高。同時(shí),填料在水中具有一定的溶解度,加填會引起紙機(jī)白水中可溶鹽濃度、pH值的變化,加速系統(tǒng)的結(jié)垢和沉積。采用層間加填

2、這種新的紙張抄造技術(shù),可將填料以干粉的形式添加于兩濕紙頁之間,通過粘合劑將兩濕紙頁層合,形成一種類似“三明治”的紙張多層結(jié)構(gòu),使加入的填料全部留著在紙頁中,不僅可以提高填料留著率,還可以降低白水體系中細(xì)小組分含量,優(yōu)化抄紙濕部化學(xué)環(huán)境。
　　 本論文選用碳酸鈣和滑石粉作為填料,陽離子淀粉、聚乙烯醇、苯丙乳液及羧基丁苯膠乳作為粘合劑來進(jìn)行紙張層間加填工藝的初步探究,對填料特性(顆粒形狀、粒徑)、粘合劑的粘結(jié)性能以及不同粘合劑的復(fù)配

3、對成紙物理強(qiáng)度性能的影響進(jìn)行了研究。旨在保證紙張強(qiáng)度的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)填料的百分之百的留著,同時(shí)降低白水體系中細(xì)小組分含量,改善白水封閉循環(huán)系統(tǒng),提高資源利用率,達(dá)到造紙工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益有效結(jié)合的目的。
　　 通過填料種類和粒徑對成紙強(qiáng)度性能影響的對比分析可知:當(dāng)以滑石粉進(jìn)行層間加填時(shí),盡管填料全部留著在紙頁層間,但其紙張的抗張強(qiáng)度、環(huán)壓強(qiáng)度、撕裂度及內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度均低于漿內(nèi)加填的紙張,并未體現(xiàn)出層間加填的優(yōu)勢。而對兩種粒徑不同

4、的碳酸鈣進(jìn)行對比分析可知,以大粒徑碳酸鈣(7.14μm)為填料進(jìn)行層間加填的紙張其抗張強(qiáng)度、環(huán)壓強(qiáng)度及撕裂度較漿內(nèi)加填而言,增幅大于小粒徑碳酸鈣(1.34μm),所以,粒徑為7.14μm的碳酸鈣更適合應(yīng)用于紙張層間加填工藝。
　　 粘合劑的種類及用量也直接影響層間加填成紙的物理性能。本論文分別以兩種不同取代度的陽離子淀粉、聚乙烯醇、苯丙乳液及羧基丁苯膠乳為研究對象,比較分析了不同粘合劑對紙張物理強(qiáng)度性能的影響,通過對比得出作為紙

5、張層間加填的粘合劑,其作用效果如下:羧基丁苯膠乳＞苯丙乳液＞聚乙烯醇＞低取代度陽離子淀粉＞高取代度陽離子淀粉。并且當(dāng)碳酸鈣的加填量達(dá)到25.0%,羧基丁苯膠乳用量為2.0%時(shí),紙張的抗張強(qiáng)度為22.18N·m·g-1較漿內(nèi)加填提高了27.25%,環(huán)壓強(qiáng)度為4.80N·m·g-1較漿內(nèi)加填提高了5.73%,撕裂度為7.25mN·m2·g-1較漿內(nèi)加填提高了28.09%,從而體現(xiàn)了層間加填的優(yōu)勢。
　　 考慮不同粘合劑的粘結(jié)性能,并

6、為了進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,將聚乙烯醇與苯丙乳液、苯丙乳液與低取代度陽離子淀粉、羧基丁苯膠乳與低取代度陽離子淀粉三種粘合劑體系分別以4:1、3:2、1:1、2:3、1:4的比例進(jìn)行復(fù)配應(yīng)用于層間加填過程。研究發(fā)現(xiàn),由羧基丁苯膠乳與低取代度陽離子淀粉組成的粘合劑體系其成紙的綜合性能最佳,當(dāng)其質(zhì)量比為1:4時(shí),在保證紙張抗張強(qiáng)度及撕裂度的前提下,成紙的物理強(qiáng)度較單獨(dú)使用羧基丁苯膠乳時(shí)有較大幅度的提高,其中,紙張的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度及環(huán)壓強(qiáng)度的增幅分別為