本發(fā)明涉及制造紙或紙板的方法，所述方法能夠增加紙或紙板中填料的含量。

背景技術(shù)：

所有生產(chǎn)出來的紙張的大部分包含礦物材料形式的填料。使用填料的初始原因是經(jīng)濟性的，因為更昂貴的纖維材料可由更便宜的礦物材料代替。此外，許多紙性能被改善。首先，通過改善紙的表面平滑性、不透明性和白度而獲得改善的適印性性質(zhì)。印刷油墨的吸收更高并且更均勻，圖像顯示得到改善，并且可改善壓延后的紙張光澤度。其它優(yōu)點涉及尺寸穩(wěn)定性、更好的外觀和更好的“感覺”。

如上所述，填料提高成品紙的亮度的能力是重要的。這導(dǎo)致對添加昂貴的光學(xué)增白劑的需求的減少或消除。碳酸鈣是最常用的常規(guī)填料，但是還可小規(guī)模使用其它填料，例如粘土、二氧化鈦、滑石和二氧化硅(硅土)。文獻中還描述了有機填料。這些的實例為脲或甲醛的聚合物。

當用作填料時，碳酸鈣以幾種形式存在，并且大部分高級(fine，精細)紙包含最高達25重量％的碳酸鈣。磨碎的大理石、磨碎的白堊和沉淀碳酸鈣是最常見的類型。最后提到的類型，沉淀碳酸鈣，通常被稱作PCC，是英語術(shù)語“沉淀碳酸鈣”的縮寫。PCC的使用在過去幾年中增加，并且現(xiàn)今PCC是在瑞典生產(chǎn)高級紙的主要填料。

然而，添加填料導(dǎo)致紙的強度降低，因此向造紙原料懸浮體中添加填料的量通常存在實際的限制。與紙中較高量的填料有關(guān)的另一個問題是揚塵(粉塵、粉化)，即紙張表面松散且較弱地結(jié)合的顆粒脫落的趨勢，例如源自填料的PCC，其可在印刷機械上積聚。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目標是容許造紙機提高紙或紙板的填料含量。

本發(fā)明的另一個目標是降低紙或紙板的揚塵趨勢。

這些和另外的問題通過本發(fā)明解決。

本發(fā)明涉及造紙和紙板的方法，所述方法包括步驟：

a.提供原料懸浮體；

b.向所述原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和沉淀碳酸鈣的混合物；

c.基本上直接在步驟b之前和/或之后向所述原料懸浮體添加酸性介質(zhì)；

d.形成在步驟(d)中獲得的原料懸浮體的幅材

e.干燥所述幅材

根據(jù)本發(fā)明向原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和PCC的混合物以及酸性介質(zhì)改善纖維和填料(PCC)之間的結(jié)合，由此降低了與揚塵(粉塵)有關(guān)的問題。此外，該方法能夠在實質(zhì)上不影響強度的情況下向紙?zhí)砑痈吡康奶盍稀?/p>

PCC和堿金屬硅酸鹽的混合物是堿性的，并且例如可具有約12的pH。在原料中纖維的存在下使所述混合物與酸性介質(zhì)接觸時，PCC變成陰離子型的，并且由此在纖維和PCC之間形成更強的結(jié)合。堿金屬硅酸鹽與PCC形成弱復(fù)合物，這使得與酸性介質(zhì)的反應(yīng)更有效?？梢岳?.3至2重量％或0.5至2重量％(基于PCC的干重計算)的量向PCC分散體添加堿金屬硅酸鹽。

如本文所用的表述“直接在…之前和/或之后”可在步驟(b)之前或之后30秒以內(nèi)的時間跨度內(nèi)，或優(yōu)選地在步驟(b)之前和/或之后1和10秒之間的時間跨度內(nèi)。

堿金屬硅酸鹽可為水溶液的形式，在向原料懸浮體添加之前該溶液與PCC顆?；旌?。堿金屬硅酸鹽優(yōu)選為硅酸鈉(例如以水玻璃的形式)和/或硅酸鉀。

優(yōu)選地，在添加PCC和硅酸鈉的混合物之后，直接向原料懸浮體添加酸性介質(zhì)。這降低了酸性介質(zhì)與例如來自循環(huán)的白水的原料懸浮體中存在的PCC殘余物反應(yīng)形成二氧化碳的傾向。

在添加PCC和硅酸鈉的混合物以及酸性介質(zhì)之前或之后(即在步驟(b)之前或步驟(c)之后)，優(yōu)選向原料懸浮體添加陽離子活性淀粉和/或陽離子合成聚合物。添加陽離子淀粉和/或陽離子合成聚合物以穩(wěn)定濕部化學(xué)物質(zhì)中電荷之間的平衡?？梢岳?至15公斤/噸生產(chǎn)紙的量向懸浮體添加陽離子活性淀粉?？梢岳?00至1000g/噸的量向懸浮體添加陽離子合成聚合物。

酸性介質(zhì)可包括礦物酸、酸性金屬鹽和二氧化碳中的任一種。在一種模式中，酸性介質(zhì)包括酸性鹽，優(yōu)選鋁鹽如硫酸鋁、聚硝酸鋁、聚氯化鋁(PAC)或明礬(例如硫酸鋁鉀)?？梢?至5kg/噸紙的量添加酸性介質(zhì)例如PAC。當向原料懸浮體添加包括水溶性鋁鹽的酸性介質(zhì)時，其中原料包括PCC和堿金屬硅酸鹽，部分堿金屬硅酸鹽形成聚硅鋁酸鹽(PAS)，其具有在寬的pH值范圍內(nèi)保持PCC的高陰離子電荷的益處。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明提供方法，其中向原料懸浮體添加堿金屬硅酸鹽和沉淀碳酸鈣的混合物，在這之后或之前向所述原料懸浮體中添加酸性介質(zhì)。這樣，PCC/堿金屬復(fù)合物對纖維的親和性增強，其容許向原料懸浮體添加更多量的填料，并且避免例如粉化的問題。

PCC顆粒通常具有2至3μm的粒徑。堿金屬硅酸鹽優(yōu)選以溶液(例如水玻璃)的形式提供并且混合至PCC分散體的流中。

“原料懸浮體”意為包括纖維素纖維的造紙原料-懸浮體。原料懸浮體可包括原生紙漿懸浮體(長纖維紙漿、短纖維紙漿、機械紙漿、熱機械紙漿、化學(xué)紙漿、微纖維紙漿、納米纖維紙漿)、再生紙漿懸浮體(來自纖維回收過濾器的纖維部分、再生紙漿、廢棄品)、添加劑懸浮體和含固體的濾液。這種添加劑懸浮體可例如包括助留劑、表面活性劑、消泡劑、施膠劑或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它濕部化學(xué)品。

可向造紙機的短循環(huán)中的原料-懸浮體的流連續(xù)地進料PCC和堿金屬硅酸鹽的混合物，即向纖維幅材或造紙原料懸浮體中。添加點可例如在機器箱和流漿箱之間的任何地方。可以20至25重量％的量向原料-懸浮體添加混合物。可以1至5kg/噸生產(chǎn)紙的量在PCC和堿金屬硅酸鹽的所述添加下游或上游1至10秒添加酸性介質(zhì)。

本發(fā)明的方法可用于生產(chǎn)任何種類的紙或紙板。本發(fā)明在高級紙、超級壓光紙或新聞用紙的生產(chǎn)中是特別有價值的。本發(fā)明可增加新聞用紙中的填料以增加灰分含量，由此提高紙張的印刷質(zhì)量和不透明度。

通過本發(fā)明的方法，紙中填料的總百分比可增加5％(即填料量可從20％增加至25％)。未經(jīng)涂布的高級紙中的填料含量可為例如25至35重量％，基于干紙。在新聞用紙中，向泵添加的填料的含量可為例如10至15％。

通過實施例并且參照圖1進一步描述本發(fā)明。

根據(jù)所述實施例，提供了包括30％的針葉木牛皮紙漿和70％的闊葉木牛皮紙漿的紙漿懸浮體(1)。向所述懸浮體以約10kg/噸紙的量添加陽離子淀粉(2)。向20％分散體PCC(3)的流添加包括約28至32％硅酸鈉的水玻璃，并且基本上直接在向原料懸浮體(1)添加之前在靜態(tài)混合器中混合。在該實施例中，水玻璃的劑量為3.33kg/250kg PCC干重。以如此形成的紙的25重量％的量向紙漿懸浮體添加PCC和硅酸鈉的混合物。在添加所述混合物5秒之后，以3kg/噸形成紙的量向紙漿懸浮體添加PAC(5)。

還可向原料懸浮體添加常規(guī)地用于造紙中的另外的濕部化學(xué)品。此后，將原料進料至造紙機的流漿箱(未示出)。