基底表面的表面增強紙漿纖維制造技術

本發明專利技術涉及一種制造具有改善的印刷特征的紙產品的方法。這通過形成纖維基底，并且施加包含水性組合物的表面處理來實現。顯著地，所述水性組合物包括表面增強紙漿纖維，所述表面增強紙漿纖維的放置優化其功能性，通過使用造紙機施膠壓榨的表面放置理想地利于典型淀粉使用的減少。本方法包括提供包含纖維素纖維和水的摻合物的含水漿料并且為纖維素纖維和水的所述含水漿料脫水以形成纖維基底的步驟。

Surface enhanced surface pulp fiber

The present invention relates to a method for manufacturing paper products with improved printing characteristics. This is achieved by forming a fibrous substrate and applying a surface treatment comprising an aqueous composition. Obviously, the aqueous compositions include surface enhanced pulp fibers, the surface enhanced the function of placement optimization of pulp, surface sizing pressing machine through the use of the ideal to reduce the typical use of starch. The method includes providing an aqueous slurry containing cellulose fiber and water blend and cellulose fiber and water containing the slurry dehydration to form fibers in the basal steps.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求保護2014年2月21日提交的美國臨時專利申請序列號61/942,694的優先權，該臨時專利申請據此通過引用并入，如同在此完全闡述一樣。
本專利技術總體上涉及表面增強紙漿纖維在纖維基底表面上的用途。本專利技術涉及含有表面增強紙漿纖維的各種溶液、應用方法和混入此類表面應用的產品。本專利技術考慮到了表面增強紙漿纖維在基底纖維結構表面上功能優化處的放置。特別考慮到經由造紙機施膠壓榨在印刷紙的表面施加表面增強紙漿纖維以便減少淀粉使用的用途。專利技術背景對于許多印刷和書寫級的紙張而言，向紙表面施加淀粉溶液以增強用于最終應用如各種類型的印刷的表面強度。通常在造紙機操作的濕部(內施膠)和在造紙機上的施膠機處(外施膠)施加淀粉。所施淀粉的類型和量可以影響紙的物理化學性質和最終紙產品的性質。因此，造紙商的一部分成本與施膠機淀粉的成本有關。高度原纖化的表面增強紙漿纖維的關鍵性質是其顯著增加纖維粘合的能力。在這種情況下，期望利用特別是在紙表面的表面增強紙漿纖維的強度增強和纖維覆蓋性質。然后所得的強度增加可潛在地允許在保持表面化學特征和表面強度的同時，所需淀粉的量減少。減少施膠機淀粉的使用將引起顯著的成本節約。在極端情況下，將向紙表面施加最適量的表面增強紙漿纖維和最小量的淀粉，保持所有最終使用性能。紙漿纖維，如木質紙漿纖維用于多種產品中，包括例如紙漿、紙張、紙板、生物纖維復合材料(例如纖維水泥板、纖維增強塑料等)、吸收產品(例如絨毛漿、水凝膠等)、衍生自纖維素的特制化學品(例如醋酸纖維素、羧甲基纖維素(CMC)等)以及其它產品。紙漿纖維可以由多種木材類物質獲得，包括硬木(例如橡樹、橡膠樹、楓樹、白楊、桉樹、山楊、樺樹等)、軟木(例如云杉、松樹、杉樹、鐵杉、南方松樹、紅杉等)以及非木材(例如洋麻、大麻、稻草、甘蔗渣等)。紙漿纖維的性質可以影響最終產品，例如紙張的性質，影響中間產品的性質以及影響用于制備產品(例如造紙機的生產力和生產成本)的生產方法的實現。紙漿纖維可以多種方式進行處理以獲得不同性質。在一些現有的方法中，一些紙漿纖維可以在混合到最終產品中之前進行精磨。根據精磨條件，精磨方法可以導致纖維長度的明顯減小，對于某些應用而言，可產生不期望量的細料，并且另外會以對最終產品、中間產品和/或生產方法具有不良影響的方式影響纖維。例如，細料的產生在一些應用中不利，因為細料會緩慢排出，增加保水量，并且在造紙時增加濕部化學品消耗，這在一些方法和應用中是不期望的。在加工成紙漿、紙張、紙板、生物纖維復合材料(例如纖維水泥板、纖維增強塑料等)、吸收產品(例如絨毛漿、水凝膠等)、衍生自纖維素的特制化學品(例如醋酸纖維素、羧甲基纖維素(CMC)等)和類似產品之前，木漿中的纖維通常具有范圍介于0.5和3.0毫米之間的長度加權平均纖維長度。精磨和其它加工步驟可縮短紙漿纖維的長度。在常規的精磨技術中，纖維通常使用相對低的能量(例如對于硬木纖維而言為約20-80kWh/噸)并且對于硬木纖維而言使用約0.4-0.8Ws/m的比邊緣載荷僅通過精磨機一次，但是一般不超過2-3次以生產典型的精制紙張。專利技術概要本專利技術涉及一種在施膠機處用較低淀粉量制造具有可接受/改善的印刷特征的紙產品的方法。這通過形成纖維基底，并且施加包含水性組合物的表面處理來實現。顯著地，該水性組合物包括表面增強紙漿纖維，表面增強紙漿纖維的放置優化其功能性，通過使用造紙機施膠壓榨的表面放置理想地利于典型淀粉使用的減少。根據本專利技術，制造具有可接受/改善的印刷特征的紙產品的方法包括提供包含纖維素纖維和水的摻合物的含水漿料并且為纖維素纖維和水的含水漿料脫水以形成纖維基底的步驟。本方法還包括對纖維基底施加表面處理，其中該表面處理包含包括表面增強紙漿纖維的水性組合物，以形成經處理的纖維基底，干燥該經處理的纖維基底以形成具有增強的印刷特征的紙產品。在本專利技術的一個方面，表面處理包含表面增強紙漿纖維和以下至少一種的摻合物：淀粉組合物；著色組合物；和表面涂布制劑。在本專利技術的另一方面，施加步驟包括通過使用以下的至少一種施加表面處理：雙輥施膠機；桿計量式施膠機；刮刀涂布機；噴注式涂布機；級聯式涂布機；和噴霧涂敷器。關于本專利技術的表面處理步驟，可包含具有按重量計介于約0.25％至1.0％的表面增強木質紙漿纖維的乙基化淀粉溶液。在本專利技術的這個方面，乙基化淀粉溶液包含按重量計約1.0％至12％的淀粉固體。在這點上，乙基化淀粉溶液優選具有約10至220厘泊的粘度。另一方面，本方法包括在施加步驟之前篩選表面增強木質紙漿纖維以去除相對較大的纖維片段以增強印刷特征。在本專利技術的另一方面，在施加步驟期間，向纖維基底施加表面處理以提供對纖維基底中存在的縫隙和/或孔的覆蓋。在本專利技術的另一方面，在施加步驟之前，使表面增強紙漿纖維與組合物化學反應以增強紙產品的噴墨印刷特征。根據本專利技術，表面增強紙漿纖維包含經大約400-1,800千瓦時/噸的能量輸入精磨的硬木質紙漿。在這點上，表面增強紙漿纖維具有至少約0.3毫米的長度加權平均纖維長度和至少約10平方米/克的平均水力比表面積，其中表面增強紙漿纖維的數量在烘干的基礎上為至少12,000根纖維/毫克。在本方法的另一方面，表面增強紙漿纖維具有的長度加權平均纖維長度為通過原纖化表面增強之前該纖維的長度加權平均長度的至少60％，并且具有的平均水力比表面積比原纖化之前該纖維的平均比表面積大至少4倍。在本專利技術的另一方面，表面增強紙漿纖維經至少約300千瓦時/噸的能量輸入精磨。根據本專利技術，所得紙產品在施膠之后表現出不透明度降低減少(凈增加)。這些和其它實施方案更詳細地呈現于以下的詳細描述中。附圖簡述圖1是根據本專利技術的一個非限制性實施方案說明制造紙產品的系統的方框圖。圖2是根據本專利技術的一個非限制性實施方案說明包括第二精磨機的制造紙產品的系統的方框圖。詳細描述本專利技術涉及一種制造具有改善的印刷特征的紙產品的方法。這通過形成纖維基底，并且施加包含水性組合物的表面處理來實現。顯著地，水性組合物包括表面增強紙漿纖維，表面增強紙漿纖維的放置優化其功能性，通過使用造紙機施膠壓榨的表面放置理想地利于典型淀粉使用的減少。根據本專利技術，制造具有改善的印刷特征的紙產品的方法包括提供包含纖維素纖維和水的摻合物的含水漿料并且為纖維素纖維和水的含水漿料脫水以形成纖維基底的步驟。本方法還包括對纖維基底施加表面處理，其中該表面處理包含包括表面增強紙漿纖維的水性組合物，以形成經處理的纖維基底，干燥該經處理的纖維基底以形成具有增強的印刷特征的紙產品。在本專利技術的一個方面，表面處理包含表面增強紙漿纖維和以下至少一種的摻合物：淀粉組合物；著色組合物；和表面涂布制劑。在本專利技術的一個方面，施加步驟包括通過使用以下的至少一種施加表面處理：雙輥施膠機；桿計量式施膠機；刮刀涂布機；噴注式涂布機；級聯式涂布機；和噴霧涂敷器。關于本專利技術的表面處理步驟，可包含具有按重量計介于約0.25％至1.0％的表面增強木質紙漿纖維的乙基化淀粉溶液。在本專利技術的這個方面，乙基化淀粉溶液包含按重量計約1.0％至12％的淀粉固體。在這點上，乙基化淀粉溶液優選具有約10至220厘泊的粘度。另一方面，本方法包括在施加步驟之前篩選表面增強木質紙本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造具有改善的印刷特征的紙產品方法，其包括以下步驟：提供包含纖維素纖維和水的摻合物的含水漿料；為纖維素纖維和水的所述含水漿料脫水以形成纖維基底；對所述纖維基底施加表面處理，其中所述表面處理包含包括表面增強紙漿纖維的水性組合物，以形成經處理的纖維基底；并且干燥所述經處理的纖維基底以形成具有增強的印刷特征的紙產品。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.02.21 US 61/942,6941.一種制造具有改善的印刷特征的紙產品方法，其包括以下步驟：提供包含纖維素纖維和水的摻合物的含水漿料；為纖維素纖維和水的所述含水漿料脫水以形成纖維基底；對所述纖維基底施加表面處理，其中所述表面處理包含包括表面增強紙漿纖維的水性組合物，以形成經處理的纖維基底；并且干燥所述經處理的纖維基底以形成具有增強的印刷特征的紙產品。2.根據權利要求1所述的制造紙產品方法，其中所述表面處理包含表面增強紙漿纖維和以下至少一種的摻合物：淀粉組合物；著色組合物；和表面涂布制劑。3.根據權利要求1所述的制造紙產品方法，其中所述施加步驟包括通過使用以下的至少一種施加所述表面處理：雙輥施膠機；桿計量式施膠機；刮刀涂布機；噴注式涂布機；級聯式涂布機；和噴霧涂敷器。4.根據權利要求2所述的制造紙產品方法，其中所述表面處理包含具有按重量計介于約0.25％至1.0％的所述表面增強木質紙漿纖維的乙基化淀粉溶液。5.根據權利要求4所述的制造紙產品方法，其中所述乙基化淀粉溶液包含按重量計約1.0％至12％的淀粉固體。6.根據權利要求4所述的制造紙產品方法，其中所述乙基化淀粉溶液具有約10至220厘泊的粘度。7.根據權利要求1所述的制造紙產品方法，其包括在所述施加步驟之前篩選所述表面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·馬爾科恰，H·潘德，R·M·威廉姆斯，
申請(專利權)人：同拓紙業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US