[发明专利]包含已膨胀微球的纸浆的制备方法及其在特种纸中的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含已膨胀微球的纸浆的制备方法及其在特种纸中的用途，属于造纸技术领域。

背景技术

纸张广泛应用于工农业生产以及人们日常生活的各个领域。当前，造纸工业的发展主要集中在降低纤维素产品(例如纸板产品)的重量，并在此基础上提高其它特性，如松厚度、强度、挺度等，从而制备具有不同性能的特种纸。热膨胀微球是一种具有核壳结构的高分子颗粒，受热时，聚合物外壳软化，微球内部包封的低沸点烃类挥发，内压增大，体积显著增加。在纸浆中加入1％的微球，会使纸张的松厚度提高18～22％，同时提高挺度。因此在造纸生产中添加热膨胀微球，可显著降低纤维素的使用量，并且含微球体的纸张重量较轻，松厚度提高，进一步达到节约成本、提高生产效率、改善印刷适性等目的。一些专利公开了热膨胀微球应用于造纸工业的实例。

中国专利CN 101460240以及美国专利US 20070287776中公开了一种可热膨胀的热塑性微球以及微球在制造纸中的应用。纸的制造方法包括由硬木浆、软木浆和重质碳酸钙填料组成纸浆，打浆分散得到纸浆淤浆/浆料，将可热膨胀微球以水性淤浆形式，在混合箱之前添加到含纤维素纤维的浆料中，使用阳离子淀粉/胶体二氧化硅作助留剂、烷基烯酮二聚体作施胶剂，在造纸网上使以上浆料脱水而获得纸，通过施加热干燥纸从而足够地升高微球的温度使其膨胀。

中国专利CN 101378830以及美国专利US 20080017338均公开了一种具有低T_起始、高化学品耐受性和高膨胀容量的可膨胀微球，并提供了一种用在造纸中的含有可膨胀微球的水性淤浆。该专利的造纸方法包括向含有纤维素纤维的浆料中添加可热膨胀微球，在金属线上将浆料脱水以获得纸张，通过应用热干燥纸张，同时使微球的温度升高到足以使其膨胀。

中国专利CN 1813105以及美国专利US 20060000569公开了一种从纤维生产纸的方法，包括下列步骤：加入包括热塑性聚合物壳和封装于其中的推进剂的可热膨胀的微球体到包括纤维的纸料中，在成型网上对纸料进行脱水得到纸，通过加热干燥该纸并由此也升高微球体的温度，足以使其膨胀并增加纸的胀量。

中国专利CN 101087810、CN 101087811、CN 101547789、CN 1798891、CN 1161225以及美国专利US 20060131362、US 20060134010也都公开了将可热膨胀微球添加到纤维素纸浆中，在纸的干燥过程中同时使微球膨胀的方法，或将预膨胀微球添加到纸料中直接造纸的方法。

以上专利中，热膨胀微球的膨胀过程或是发生在加入纸浆之前，即将已发泡的微球直接加入到纸浆中，或是与纸张干燥同时发生。两种情况中，前者会出现已膨胀的微球在纸浆中分散性较差，从而影响纸张品质。后者需要纸张干燥与微球膨胀时的温度、时间高度一致，若不匹配，极易出现纸张干燥不充分，微球膨胀不充分，微球膨胀不均匀或过度膨胀引发球体萎缩、推进剂逃逸、内压减小等不良现象的发生，同样影响纸张品质，因此对设备、工艺要求较高，而现有的造纸条件不能满足含有膨胀微球的纸浆加工需求，因此需要对设备及工艺进行改进，从而增加了生产成本，同时对纸张性质的控制也较为困难。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种包含已膨胀微球的纸浆的制备方法。微球添加到纸浆中，在纸干燥前进行热膨胀过程，可以更好的控制膨胀温度以及时间，使得微球充分、均匀地膨胀，并与纤维紧密结合，进一步提高纸张品质，并且微球的膨胀发生在纸张制造之前，对工艺、设备的要求显著降低，不需要对现有设备进行改进，节约成本。通过使用以上方法制备的包含已膨胀微球的浓纸浆再加入到造纸用浆料中或向其中加入水稀释时，已经与纸浆紧密作用的微球可以良好的分散于造纸浆料中，提高了助留性能以及微球的有效利用率。热膨胀微球应用于造纸工业中，可显著降低纤维素的用量，含微球体的纸张重量较轻，松厚度、挺度提高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种包含已膨胀微球的纸浆的制备方法，其包括如下步骤：

将纤维进行粉碎、疏解、打浆，形成纤维浆料；

向所述纤维浆料中添加热膨胀微球；

添加助留剂，混合均匀后加热至90～130℃，使所述热膨胀微球的体积发生膨胀，得到所述包含已膨胀微球的纸浆。

作为优选方案，所述纤维为植物纤维、合成纤维、矿物纤维和再生纸中的至少一种。