本申請涉及但不限于一種造紙施膠方法以及該方法制得的紙張。
背景技術(shù)：
：目前，在造紙工業(yè)中，施膠技術(shù)主要包括通過漿內(nèi)施膠和紙張表面施膠的方式，使得紙張獲得抗水性以及耐熱水滲透性。漿內(nèi)施膠是指向造紙過程的紙漿內(nèi)直接添加施膠劑，例如akd(烷基烯酮二聚物)、asa(烯基琥珀酸酐)或松香膠，施膠劑顆粒分散在漿料體系中，多個施膠劑顆粒能夠形成比較大的附聚團，這些附聚團和單個施膠劑顆粒吸附在細(xì)小纖維、填料和纖維表面，這些顆粒留著在濕紙頁中，在干燥部，隨著紙張中的水分逐漸減少，受干燥溫度的影響施膠劑顆粒熔化而在纖維表面擴展，施膠劑分子上具有反應(yīng)性的官能團朝向纖維，疏水基部分向外，朝向纖維的反應(yīng)性官能團與纖維素的羥基發(fā)生反應(yīng)形成共價鍵，從而固著在纖維表面上，完成紙張的施膠過程。與akd相比，asa在紙張施膠技術(shù)中，具有如下優(yōu)點：施膠ph值范圍寬，施膠速度快，與硫酸鋁具有良好的相容性，易于乳化，合成工藝簡單，基本無環(huán)境污染問題，而且成本較低。asa在全球高檔紙生產(chǎn)方面得到很好的推廣和應(yīng)用，適合于高級文化用紙、涂布紙和紙板等。但是，由于asa反應(yīng)活性高，非常容易水解，在要求高施膠量并且加大填料用量時，導(dǎo)致施膠劑使用效率不高，施膠效果不甚理想，產(chǎn)生施膠屏蔽和施膠衰退現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致粘壓軋輥和結(jié)垢等問題。尤其在制備水分含量較高的紙張中，asa施膠劑水解嚴(yán)重。日本專利申請jp2006152510公開了在表面施膠劑中添加金屬鹽和asa，但是由于表面施膠劑溫度較高，漿內(nèi)施膠劑在表面施膠劑中水解嚴(yán) 重，失去部分施膠性能，并且asa水解物以膠粘物形式附著在設(shè)備上，導(dǎo)致asa用量高，并且僅在紙張表面或紙張表面較淺部分產(chǎn)生施膠效果，無法對紙張內(nèi)部的施膠進(jìn)行有效控制，尤其在多層紙板的生產(chǎn)中，無法針對每一層的施膠度進(jìn)行有效控制。中國專利申請cn102472018a公開了提高紙板對熱滲透劑滲透的耐受性的方法，在紙漿的制備和流送過程中，將不溶化試劑例如造紙明礬(硫酸鋁)等聚合鋁化合物分別加入或者以混合物的形式加入到含水紙漿中，以提高紙板對熱滲透劑滲透的耐受性，獲得穩(wěn)定的紙張施膠效果。這種方法的缺陷在于大量的鋁鹽存在紙漿內(nèi)會引起紙機濕部ph和電導(dǎo)率發(fā)生變化，并且有起泡和沉積現(xiàn)象，從而影響成品紙張的質(zhì)量以及降低生產(chǎn)效率，并且這種方法并沒有有效解決成品紙張施膠屏蔽和施膠衰退問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：以下是對本文詳細(xì)描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。本申請的目的是提供一種造紙施膠方法。本申請的又一目的是提供一種由上述方法制備的紙張。具體地，本申請?zhí)峁┮环N造紙施膠方法，所述方法包括在造紙漿料流送過程中向所述造紙漿料添加烯基琥珀酸酐asa，且然后在紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟中添加鋁鹽，其中所述鋁鹽為能夠在水溶液中產(chǎn)生游離的鋁離子的鋁鹽。在以上或其他實施方式中，所述紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟可以選自由在紙機成形網(wǎng)部的工藝步驟、在多層紙板復(fù)合處的工藝步驟、在壓榨部的工藝步驟、在烘干部的工藝步驟和在表面施膠部的工藝步驟組成的組；優(yōu)選地，所述紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟可以包括在表面施膠部的工藝步驟。在以上或其他實施方式中，所述asa可以具有如下的結(jié)構(gòu)式：其中，r1和r2為烷基且asa的包括含r1和r2基團的側(cè)鏈在內(nèi)的碳原子總個數(shù)在12-22的范圍內(nèi)。而且，這樣的asa既可以市售獲得，也可以通過以下的反應(yīng)來制備：這樣的制備方法是本領(lǐng)域已知的，例如，可以參照下述文獻(xiàn)所記載的相同方法來制備：《造紙濕部化學(xué)原理及其應(yīng)用》，1998年9月第一版，第127～128頁，張光華編譯，勞嘉葆審；《造紙化學(xué)品》，2002年1月第一版，第211頁，胡惠仁、徐立新、董榮業(yè)編著。在以上或其他實施方式中，所述asa可以以乳液的形式進(jìn)行添加。其中，asa乳液的制備可以參照上述文獻(xiàn)中所記載的相同方法進(jìn)行制備。當(dāng)然，asa的添加也可以以其他形式進(jìn)行添加，通常以乳液的形式進(jìn)行使用，是為了讓asa能在造紙漿料中均勻分布。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的是，asa不溶于水，由于asa市售產(chǎn)品中一般含有表面活性劑，因此在將其溶解到水中時一般會形成乳液，但是該乳液很不穩(wěn)定，容易造成asa水解，影響施膠性能，在造紙漿料中分布不均勻。為避免這種不利影響，通常在添加前，會使用乳化劑對asa進(jìn)行乳化，使asa以穩(wěn)定的乳液形式進(jìn)行添加。為使asa更容易乳化，通常會在asa中加入少量表面活性劑，但過多的表面活性劑會導(dǎo)致asa的施膠效率降低。其中，乳化劑和表面活性劑的選擇及用量的控制是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)其技術(shù)常識和常規(guī)技術(shù)手段合理確定的。并且，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的是，鋁鹽產(chǎn)品通常有固體和液體兩種， 固體鋁鹽必須經(jīng)溶解以產(chǎn)生游離的鋁離子，加水溶解或稀釋，以便于添加或計量。不排除將鋁鹽溶解在其他化學(xué)品溶液中進(jìn)行添加。在以上或其他實施方式中，在添加所述asa之前，所述造紙漿料的ph可以在4-9的范圍內(nèi)，其中本領(lǐng)域比較常用的ph在6.5-8的范圍內(nèi)。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，可以根據(jù)實際情況并通過本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段來具體調(diào)節(jié)造紙漿料的ph值。在以上或其他實施方式中，所述asa的總添加量可以在折合每噸紙5公斤以內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠基于產(chǎn)品的性能要求、具體的生產(chǎn)工藝條件等，根據(jù)常規(guī)實驗對上述asa的總添加量進(jìn)行選擇或調(diào)整，且不同的使用環(huán)境可能有不同的優(yōu)選范圍。在以上或其他實施方式中，所述鋁鹽的以al2o3計的總添加量可以在折合每噸紙10公斤以內(nèi)，優(yōu)選地，所述鋁鹽的以al2o3計的總添加量在折合每噸紙0.3-3公斤范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠基于產(chǎn)品的性能要求、具體的生產(chǎn)工藝條件等，根據(jù)常規(guī)實驗對上述鋁鹽的總添加量進(jìn)行選擇或調(diào)整且不同的使用環(huán)境可能有不同的優(yōu)選范圍。在以上或其他實施方式中，所述鋁鹽的添加可以通過在所述紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟中和/或在所述紙張的后續(xù)加工步驟中直接噴淋或涂布所述鋁鹽來完成。在以上或其他實施方式中，所述鋁鹽的添加可以通過將所述鋁鹽添加到在所述紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟中和/或在所述紙張的后續(xù)加工步驟中施加的其它化學(xué)品中并一起施用來完成。其中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，紙機抄造過程是指從紙漿流動至流漿箱開始直到形成成品紙張的整個過程。而且，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解的是，還可以僅通過在紙張的后續(xù)加工過程中比如在紙張的染色過程中添加鋁鹽，或在紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟中及在紙張的后續(xù)加工過程中添加鋁鹽，以實現(xiàn)與本申請類似的技術(shù)效果。同時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解的是，在本申請中使用的能夠在水 溶液中產(chǎn)生游離的鋁離子的鋁鹽可以是但不限于本領(lǐng)域常用的鋁鹽，比如硫酸鋁、氯化鋁、聚合氯化鋁等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步理解的是，在本申請中使用的烯基琥珀酸酐asa可以為市售產(chǎn)品，也可以是自制的本領(lǐng)域常用的asa產(chǎn)品。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解的是，本申請的asa也可以用其它漿內(nèi)施膠劑來替代或與其它漿內(nèi)施膠劑聯(lián)合使用，其中所述的其它漿內(nèi)施膠劑可以為松香、akd等。本申請的發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，通過在紙漿中添加asa且在紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟中添加鋁鹽，本申請的造紙施膠方法不僅能夠提高漿內(nèi)施膠劑和鋁鹽的使用效率，而且能夠很好地解決現(xiàn)有技術(shù)中一直未能解決的紙張施膠屏蔽和施膠衰退的問題，尤其是對于制備含水量較高的紙張而言，比如成紙水分高于7％的紙張。具體地，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的造紙施膠方法獲得如下的有益效果：1、很好的解決了成品紙張施膠屏蔽和施膠衰退的問題，效果顯著：由于本申請的方法在紙機抄造過程中的一個或多個工藝步驟中添加鋁鹽，鋁鹽以活性離子形態(tài)直接和施膠劑和/或施膠劑的水解產(chǎn)物反應(yīng)，大幅減少了游離施膠劑和施膠劑水解產(chǎn)物，從而解決了由于游離施膠劑和施膠劑水解產(chǎn)物造成的紙張施膠屏蔽和施膠衰退問題；和漿內(nèi)添加鋁鹽相比，保留于紙頁上的鋁鹽大幅提高，同時消除鋁鹽流失于白水中的可能。2、顯著提高施膠劑的施膠效率：由于本申請的方法采取在紙機抄造過程的一個或多個工藝步驟中添加鋁鹽，將在紙機抄造過程中形成的施膠劑水解物通過鋁鹽轉(zhuǎn)化為有效的施膠成分，提高了施膠劑的施膠效率。3、不影響紙機的濕部化學(xué)環(huán)境。4、不影響紙機的生產(chǎn)和抄造。5、由于成紙水分高的紙張品種在抄造過程中施膠劑水解更加嚴(yán)重，因此，本申請的造紙施膠方法對于成紙水分在7％以上的紙張品種而言效果尤其明顯。6、本申請的造紙施膠方法對于有抗熱水滲透時間要求的和高施膠度要求的紙張品種而言是尤為有效的。附圖說明圖1是在對比例1和實施例2中添加asa的操作流程圖；圖2是在實施例2中添加硫酸鋁的操作流程圖，其中圖中的右半部分為表面施膠部，兩個長方形的容器表示存儲施膠液的容器，兩個圓形表示施膠輥；圖3是實驗前、實驗中及實驗后的紙張的cobb值的變化情況；圖4是實驗前、實驗中及實驗后的紙張的抗熱水滲透時間的變化情況。具體實施方式以下對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。實施例1鋁鹽處理對施膠度的影響用鋁礬(al2(so4)3·14h2o)作為鋁鹽分別制備ph為3、4、5的溶液，取非經(jīng)過本申請的造紙施膠方法制備的普通成品紙張分別浸泡于不同ph的溶液中，同等條件下以ph為7的清水作對比實驗。實驗結(jié)果如下表1所示：表1ph3457(清水)抗熱水滲透時間(s)18001080960720實驗結(jié)果表明：用鋁鹽對紙張進(jìn)行處理后，反映紙張施膠度的指標(biāo)之一的抗熱水滲透時間大幅提升。此實驗證明用鋁鹽處理紙張表面能夠大幅提高紙張的施膠度。在本實施例中，鋁鹽并非如現(xiàn)有技術(shù)那樣與asa一起在紙漿進(jìn)入流漿箱之前添加，而是對制備好的紙張進(jìn)行處理。實施例2不同的鋁鹽處理對施膠度的影響分別用鋁礬和氯化鋁配置成重量百分?jǐn)?shù)10％的鋁鹽溶液，將不同asa用量的紙張抄片分別浸泡在10％的鋁鹽溶液中處理，和同等條件下，未經(jīng)鋁鹽溶液處理的紙張抄片進(jìn)行施膠度cobb值對比。其中，所用asa為納爾科公司產(chǎn)品n7543。實驗結(jié)果如下表2所示：表2實驗結(jié)果表明：用氯化鋁溶液和鋁礬溶液處理后紙張施膠度都有很明顯的提升。此實驗證明用不同的鋁鹽處理紙張表面能夠大幅提升紙張施膠度。對比例1：位于中國境內(nèi)的某紙廠，其成品紙張有嚴(yán)重的施膠屏蔽和施膠衰退問題。其生產(chǎn)的紙張，從紙張卷取到紙張復(fù)卷，時間僅間隔2小時左右，紙張的抗熱水滲透時間即下降約70％，為維持成紙施膠度處于合格值，該紙廠不得不加大施膠劑的用量，即asa用量比原來增加20～30％。其紙張用丙酮溶液浸泡后，抗熱水滲透時間即能恢復(fù)。經(jīng)采用光譜分析其影響物質(zhì)，判定為施膠劑的水解物造成此嚴(yán)重的施膠屏蔽和施膠衰退問題。其中，根據(jù)對比實例1制備的紙張的cobb值和抗熱水滲透時間如圖3和圖4中的“實驗前”的部分所示的。主要操作為：采用普通的造紙工藝，僅在紙機篩出口的漿管內(nèi)添加asa乳液(納爾科公司產(chǎn)品n7543)，asa用量為折合每噸紙3.6～4公斤，具體操作流程請參見圖1，其中添加asa前的漿料ph值為6.5-7.5。對比例1是一個傳統(tǒng)的在漿內(nèi)添加鋁鹽的工藝，其中鋁鹽和asa一起添加至漿管內(nèi)，鋁鹽的用量為8～10公斤。實施例3采用與對比例1的方法和相同設(shè)備進(jìn)行實驗，除了以下的不同操作：經(jīng)采取在該紙機的表面施膠部的工藝步驟中的表面施膠劑(其表面施膠劑中不含合成類表面施膠劑，在本實例中表面施膠劑為淀粉表面施膠劑)中添加一定量的鋁礬(al2(so4)3·14h2o)(以硫酸鋁溶液的形式)作為鋁鹽，反映施膠度的cobb值和抗熱水滲透時間大幅改善，成品紙張間隔2小時后取樣施膠度維持或更高，結(jié)果如圖3和圖4的“實驗中”部分的數(shù)據(jù)所示。本實施例成功地解決了施膠屏蔽和施膠衰退問題，并且提高了施膠劑的使用效率，從而使施膠劑的用量降低了20～30％。此生產(chǎn)試驗的具體技術(shù)方案和應(yīng)用如下：1)在紙機篩出口的漿管內(nèi)添加asa乳液，其中asa用量為折合每噸紙3公斤，具體操作流程請參見圖1，其中添加asa前的漿料ph值為6.5-7.5；2)在紙機淀粉表面施膠劑內(nèi)添加硫酸鋁溶液，硫酸鋁溶液的固含量為30％，將表面施膠劑調(diào)整至ph為3，鋁礬用量為折合每噸紙4公斤，具體操作流程請參見圖2；3)按正常生產(chǎn)方式將均勻混合后的硫酸鋁溶液和淀粉表面施膠劑送至紙機表面施膠機。從圖3和圖4可以看出，在采用本申請的造紙施膠方法的生產(chǎn)試驗中，反映施膠度的cobb值顯著減少，且抗熱水滲透時間顯著延長，成功地解決了施膠屏蔽和施膠衰退問題。其中抗熱水滲透時間的測定方法與實施例1相同。將尺寸約 15cm×15cm的紙張折成容器形狀，漂浮在95℃的熱水中，測定熱水透過紙張達(dá)到一定面積百分比所需的時間，作為評判抗熱水滲透性能的指標(biāo)。cobb值的測定請參見tappi標(biāo)準(zhǔn)中的“waterabsorptivenessofsized(non-bibulous)paper，paperboard，andcorrugatedfiberboard(cobbtest)(proposedrevisionoft441om-09)”。實施例4采用與實施例3相同的方法進(jìn)行測試，除了以下區(qū)別以外：鋁鹽分別為氯化鋁或硫酸鋁，且鋁鹽的用量為折合每噸紙的10公斤，在紙機成形網(wǎng)部通過噴淋的方式添加鋁鹽的水溶液；asa用量折合每噸紙3.5公斤；在添加所述asa之前，造紙漿料的ph為6.5-7.5。以噴淋清水作為空白樣對比，紙張的抗熱水滲透時間為20分鐘，噴淋氯化鋁或硫酸鋁溶液后，紙張的抗熱水滲透時間延長為1小時20分至1小時40分，結(jié)果如下表3所示。數(shù)據(jù)說明，以上方法同樣能夠獲得與實施例3相似的技術(shù)效果。表3鋁鹽溶液10％硫酸鋁水溶液10％氯化鋁水溶液清水抗熱水滲透時間(s)480060001200實施例5采用與實施例4相同的方法進(jìn)行測試，除了以下區(qū)別以外：在烘干部的工藝步驟通過涂布的方式分別添加氯化鋁或硫酸鋁的水溶液；在添加所述asa之前，造紙漿料的ph為6.5-7.5。紙張的抗熱水滲透時間的測試結(jié)果如下表4所示，其中以清水涂布作為空白樣對比。數(shù)據(jù)說明，以上方法同樣能夠獲得與實施例3相似的技術(shù)效果。表4鋁鹽溶液10％硫酸鋁水溶液10％氯化鋁水溶液清水抗熱水滲透時間(s)1500900420實施例6采用與實施例3相同的方法進(jìn)行測試，除了以下區(qū)別以外：還在壓榨部的工藝步驟中通過涂布的方式分別添加硫酸鋁或氯化鋁的水溶液。紙張的抗熱水滲透時間的測試結(jié)果如下表5所示，其中以清水涂布作為空白樣對比。數(shù)據(jù)說明，以上方法同樣能夠獲得與實施例3相似的技術(shù)效果。表5鋁鹽溶液10％硫酸鋁水溶液10％氯化鋁水溶液清水抗熱水滲透時間(s)18002400600本公開內(nèi)容是本申請實施例的原則的示例，并非對本申請作出任何形式上或?qū)嵸|(zhì)上的限定，或?qū)⒈旧暾埾薅ǖ骄唧w的實施方案。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，很顯然本申請實施例的技術(shù)方案的要素、化合物、聚合物、成分、組合物、制備、工藝方法等，可以進(jìn)行變動、改變、改動、演變，而不背離如上所述的本申請的實施例、技術(shù)方案的，如權(quán)利要求中所定義的原理、精神和范圍。這些變動、改變、改動、演變的實施方案均包括在本申請的等同實施例內(nèi)，這些等同實施例均包括在本申請的由權(quán)利要求界定的范圍內(nèi)。雖然可以許多不同形式來使本申請實施例具體化，但此處詳細(xì)描述的是本發(fā)明的一些實施方案。此外，本申請的實施例包括此處所述的各種實施方案的一些或全部的任意可能的組合，也包括在本申請的由權(quán)利要求界定的范圍內(nèi)。在本申請中或在任一個引用的專利、引用的專利申清或其它引用的資料中任何地方所提及的所有專利、專利申請和其它引用資料據(jù)此通過引用以其整體并入。以上公開內(nèi)容規(guī)定為說明性的而不是窮盡性的。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本說明書會暗示許多變化和可選擇方案。所有這些可選擇方案和變化旨在被包括在本權(quán)利要求的范圍內(nèi)，其中術(shù)語“包括”意思是“包括，但不限于”。在此完成了對本發(fā)明可選擇的實施方案的描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可認(rèn)識到此處所述的實施方案的其它等效變換，這些等效變換也為由附于本文的權(quán)利要求所包括。當(dāng)前第1頁12