一種高不透明度混合漿料及其製備的文化用紙的製作方法
2023-08-01 03:34:26
專利名稱：一種高不透明度混合漿料及其製備的文化用紙的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種造紙用混合漿料，具體地涉及一種具有高不透明度的混合漿，及其該混合漿抄製成的紙。
背景技術：
在我國造紙紙行業的原材料結構中，原料主要包括木漿、廢紙漿和非木漿，隨著國內紙張需求推動產能的迅速擴張，原材料需求量快速增長。然而，受制於國內木材資源的長期剛性稀缺，木材價格持續上漲，木漿產量遠遠不能滿足紙業需求。同時，由於國內廢紙回收尚未成規模且質量不如原木漿生產回收的廢紙。所以目前造紙行業提倡用非木漿代替木漿以降低紙製品的成本，並滿足對紙的需求量。
在造紙用纖維主要包括植物纖維，如木材纖維、草類纖維、棉麻纖維等，和非植物纖維，如化學纖維、無機纖維、微生物纖維等。不同的纖維種類和特徵，其成紙性能差別很大，為了滿足各種紙張性能的需求，往往需要將各種特徵的纖維混合使用，發揮其特性補充其不足。在滿足紙張性能的需求之外，儘可能的降低紙張的成本，減少其在製備過程中對環境造成汙染，紙成品對人體的健康更有利。
紙的不透明性是紙的光學性質之一，也是印刷紙、書寫紙、證券紙及一些工業技術用紙的一項重要質量指標，要求具有較高的不透明度，對於文化印刷用紙，不透明度低將會導致出現透影、透印現象，影響使用。影響紙張不透明度的因素主要有纖維原料、原料、填料的性質及打漿質量，就纖維原料而言，與纖維素相比，木素的折光率較高，吸收光的能力也較強，所以本色漿炒成的紙比漂白漿抄成的紙不透明度大的多；在木素含量相同的情況下，纖維短小、結合力差、成紙松厚、孔隙多，有利於光的吸收和散射，所以成紙不透明也高。打漿過程對紙張不透明度的影響，隨著打漿進行，纖維細纖維化，比表面積增加，提高了成紙的緊度和強度，而減少了紙中的光學非結合面積，降低了紙的不透明度，即隨著打漿度的上升，其成紙不透明度下降。
對於大多數化學漿而言，在增加的纖維比表面積處增加了光散射係數，但同時增加了纖維的結合面積，增加了纖維間的光學接觸又導致光散射係數降低，最終導致半透明度降低。當然抗張指數會相應升高。對機械漿而言，雖然纖維比表面積也增大，但纖維的直徑、壁厚減少，細小纖維含量太多，光散射係數隨之增加，結果不透明度和抗張指數都高，但細小纖維含量多，又容易使紙頁在乾燥後表面產生絨毛狀的物質，引起印刷掉毛。
四川雅安造紙廠在發表的文章「使用混合填料提高紙張不透明度」一文中，通過填料的改變增加竹漿抄造的凸版紙，用石蠟松香混合施膠、碳酸鈣、滑石粉加填使凸版紙不透明度指標上升。
《黑龍江造紙》2007年第1期名稱為「提高低定量膠印新聞紙不透明度等指標的實踐」一文中，用70％TMP、30％化學漿和DIP混合漿抄造的新聞紙，通過提高TMP成漿的打漿度，可以增加纖維的細膩度，增加纖維結合力，將紙張的不透明度、平滑度等指標提高，但是打漿度的提高使得能耗升高，網部脫水困難，車速有所下降，成紙的撕裂度也降低。
專利申請200410023218.5公開了一種輕型印刷紙，這種紙的漿料為義大利楊鹼性過氧化氫熱磨機械漿APMP漿、CTMP漿和脫墨漿DIP，其漿料的比例為70-30∶20-50∶20-0，另外還加入輔料，所得到紙張的不透明度大於82％，加入輔料有助於提高紙張的不透明度，但是在加入輔料的情況下，紙張的不透明度僅大於82％，即這種混合漿的不透明度比較低。
專利申請200510013212.4公開了一種耐久性檔案紙，其特徵在於，由5％-20％的棉漿及80％-95％的全漂化學木漿和輔料組成，所得到紙張的不透明度大於90％，所述的全漂化學木漿為針葉木漿、闊葉木漿。雖然其紙張的不透明比較好，但是所用的木漿都是用過氧化氫進行漂白，由於氧漂的選擇性高，對纖維會有一定損傷，並且由於木材生長周期長，木漿來源比較緊缺，成本大大加大，限制其使用。
綜上所述，現有技術中為了提高紙張的不透明度，通過調整漿料中纖維的種類、製備工藝、另外添加輔料等因素，在漿料的選用中，使用的漂白的漿料或者是其他方法製備的木漿，由於木漿的價格高，提高了紙張的抄製成本，在製備工藝中，通過調整打漿工藝來提高其不透明度，增加了工藝的負責性，添加輔料雖然對紙張的不透明度起到了正面作用，但是同時可能也對紙張的其他性能產生負面影響，也增加了原料成本，紙張中含量複雜也可能是其老化程度加快等不利影響，所以最好從初始漿料的選用來改進，可以更好解決上述問題。
當前，隨著對節約能源的日益重視，紙張向輕量化發展已成為時代的趨勢，且具有色澤自然柔和(米黃色)、紙紙松厚等特點，不透明度高，這樣的紙張容易閱讀、立體感強，能減少眼睛的疲勞。通常當紙定量下降時，成紙不透明度也下降，如何提高紙張的不透明度是本發明主要解決的問題。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種高不透明度的混合漿，該混合漿中使用了一種成本低、製漿工藝簡單的漿料，其不透明度高，將其抄造成紙品以後，紙品的不透明度高，色彩柔和、純樸自然並製造工藝簡單，製造成本較低等特點。
本發明的另一個目的是提供一種上述混合漿抄造的紙。
本發明的再一個目的是提供一種紙，所得到的紙品的不透明度提高，其紙品的顏色比較柔和，對人體的視覺刺激小，其他性能均符合使用要求。
為實現上述目的，簡單的表述本發明所採用的技術方案。
一種高不透明度混合漿，該混合漿中含有高不透明度草漿。
所述的高不透明度草漿重量為混合漿重量的20-98％；其優選60-95％的高不透明度草漿；更優選75-92％高不透明度草漿。
所述的混合漿中含有木漿、棉漿、竹漿或二次纖維的一種或兩種以上的任意組合。
所述的高不透明度草漿的不透明度為89-99％，優選91-97％，更優選91.5-94％。
一種文化用紙，包括紙漿和造紙輔料，其特徵在於，所述的紙漿包括重量比為20-98％的未漂草漿和重量比為2-80％的其他漿；其優選重量比60-95％未漂草漿，重量比為5-40％的其他漿；更優選重量比為75-92％的未漂草漿和重量比為8-25％的其他漿；所述的其他漿包括木漿、竹漿、棉漿或二次纖維的一種或幾種的任意組合，所述未漂草漿白度30～60％，優選為35～55％，更優選為38～50％，最優選為40～45％。
所述的未漂草漿的不透明度為89-99％，優選91-97％，更優選91.5-94％。
所述的文化用紙的白度為45-70％，其優選白度為50-65％ 所述的文化用紙塵埃度小於80(0.3-1.5mm2)個·m-2；其優選塵埃度小於60(0.3-1.5mm2)個·m-2。
所述的文化用紙的不透明度大於90％；所述的裂斷長大於2.3km，其優選裂斷長大於2.8km。
所述的文化用紙包括包括複印紙印刷紙、書寫紙、打字紙、膠版印刷紙以及新聞紙。
下面對本發明的技術方案進一步詳細說明。
為現實本發明第一個發明目的提供一種高不透明度的混合漿，該混合漿中含有重量比15-100％的高不透明度草漿。
本發明在木漿或竹漿等中摻入高不透明度草漿後，其混合漿的不透明度均比摻入漂白草漿的高。造紙用的漿料的光散射能力取決於發生在纖維-空氣界面的光散射能力，簡單的說，與纖維本身的性質(如木素含量\比表面積、壁厚)和紙張的緊度有關。另外漿料的白度對其不透明度也有影響。
所述的高不透明度草漿的松厚度為1.98～2.30dm3/g，其優選2.3-2.8dm3/g，更優選2.4-2.6dm3/g。
所述的高不透明度草漿的不透明度為89-99％，優選91-97％，更優選91.5-94％。
影響不透明度的主要因素有纖維之間的緊度或木質素含量等。其中對緊度的影響又由多種因素造成，隨著纖維長度的降低，所形成的紙頁的緊度提高。類似紙張緊度隨纖維粗度的增大而下降，在成紙頁時，纖維間的交織面積及結合力相對也越小，從而使紙張的緊度也越小，造出的紙松厚、多孔和粗糙，那麼紙張光學非結合面積大，紙的不透明度就越高。
在本發明中在木漿或竹漿等漿料中加入高不透明度草漿，相對於現有技術加入漂白草漿而言，高不透明度草漿纖維較漂白草漿較粗，混合漿料的松厚度高，光學非結合面積較大，所以其不透明度也高。而對於漂白草漿來說，其粗度比較細，所以導致其漿料成紙張後緊度高，光學非結合面積較小，紙的不透明度就下降。
所述的高不透明度草漿不經過漂白過程或者蒸煮後僅僅通過氧脫木素，所以高不透明度草漿的木質素相比漂白草漿中要多一些，漿料中的木質素與纖維素相比，木素的折光率較高，吸收光的能力也較強，所以加入高不透明度草漿的混合漿炒成的紙比加入漂白草漿後的混合漿抄成的紙不透明度大的多。實驗例1是隨著草漿的加入混合漿料緊度和不透明度的變化情況。
在《造紙科學與技術》，2006年第25卷第5期名稱為「新聞紙的白度、色度與不透明度」中表明，不透明度是單張試樣在襯以「全吸收」的黑色襯墊上的對綠光(波長550nm)反射能力(R0)與完全不透明度的若干試樣做的厚墊子(一般通過紙張推疊到一定厚度作為墊子)的單張試樣的相應的反射能力(R∞)(即白度)的比率。這就決定了不透明度和白度有很大的關聯。不透明度與白度成反比關係，根據經驗，當用同樣的原料配抄新聞紙時，白度每提高2％，不透明度約降低1％。在本發明的混合漿料中摻入了高不透明度草漿，高不透明度草漿的白度在30-60％，相對於現有技術加入白度較高的草漿而言，混合漿的白度均偏低，所以混合漿的不透明度也較高。
在木漿或竹漿等漿料中加入一定量的漂白草漿，由於漂白草漿的纖維明顯變細，纖維表面輕微帚化，其不透明度比較低，不透明度在83-86％之間，摻入到混合漿中其緊度提高顯著，另外由於漂白草漿的白度高，所以相應的不透明度降低。
本發明摻入撕裂指數為3.5-6.0mN·m2/g高不透明度草漿後，其混合漿的撕裂指數較現有技術的摻入漂白草漿有所提高。
在《江蘇造紙》2006年第4期的文獻「撕裂度與撕裂度機理的新認識」對影響撕裂度大小的論述中講到，當纖維結合程度較高時，撕裂度對纖維長度的依賴程度下降。隨著纖維強度的增加，撕裂指數的對數對纖維強度的對數呈線性增加。纖維粗度對撕裂度的影響，人們很早就發現粗纖維較細纖維產生更高的撕裂度，Seth和Page用試驗證明了纖維粗度與撕裂度的關係，如果剔除纖維自身強度對紙頁撕裂度的影響，纖維的粗度增加，撕裂度增加。
本發明在木漿或竹漿等漿料中加入一定量的高不透明度草漿製成混合漿料，由於高不透明度草漿的纖維相對於木漿而言比較細，這些細纖維很好的填充到長纖維間的間隙，使得纖維之間的緊度提高，即纖維之間的結合程度較高，撕裂度對纖維的長度依賴性下降，即使草漿的纖維較短，對其影響也非常小。上述的混合漿料中摻入了一定量的高不透明度草漿製成混合漿料，相對於現有技術加入漂白草漿而言，纖維的強度大，並比較粗，根據纖維強度和粗度對撕裂度的影響，加入高不透明度草漿，其撕裂度較加入漂白草漿的撕裂度大，由於撕裂指數是單位定量的撕裂度，所以相對於現有技術在木漿或竹漿等漿料中加入漂白草漿而言，加入高不透明度草漿所得的混合漿的撕裂指數較大。
本發明所述的高不透明度草漿透氣度可達2600～6000ml/min，優選為3500～5500ml/min，更優選為4600～5200ml/min。
將這種高透氣度的高不透明度草漿同其他漿混合後用於抄紙，可在抄造過程中使用較高車速，大大提高了生產效率。或者在一定車速範圍內可以更大規模的使用草漿造紙，可以對木材的消耗降低至最低。這種具有較高透氣度的漿，之所以能夠提高車速，可能是由於其在抄紙時水濾過速度快，可縮短其在紙機上的停留時間，故紙機速度得以大幅度提升，甚至車速可達1000m/min。由於水更加容易濾過，其後的乾燥工藝可以進一步縮短加熱時間，減小加熱溫度，使得生產成本大大降低。
本發明所述的高不透明度草漿包括稻草漿、麥草漿、蘆葦漿、蘆竹漿、龍鬚草漿、棉稈漿或甘蔗渣漿的一種或者兩種以上的任意組合。
所述的高不透明度草漿包括化學法、機械法或/和化學機械法製備的漿，其優選化學法製備的漿。
所述的高不透明度草漿是包括經蒸煮、洗滌步驟後得到的漿，或者經蒸煮、洗滌、氧脫木素步驟得到的漿。
所述的高不透明度草漿是包括經蒸煮、洗滌步驟後得到的漿，或者經蒸煮、洗滌、氧脫木素步驟得到的漿。
所述的蒸煮包括亞銨法、燒鹼法、燒鹼-蒽醌法、硫酸鹽法或鹼性亞鈉-蒽醌法。
本發明所述高不透明度草漿漿或未漂草漿可以按照如下方法製備 1、亞銨法 ①在去除雜質的禾草原料中加入蒸煮藥劑，其中亞硫酸銨的用量為絕幹原料量9-20％，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0-15％，液比為1∶2-9； ②通入蒸汽加熱，加熱溫度為120-250℃，加熱時間為100-250分鐘，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
其中可以優選為 ①在禾草類植物原料中加入蒸煮藥液，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9-13％，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0-8％，液比為1∶2-4； ②加熱升溫至溫度165-173℃，蒸煮全程時間160-210分鐘，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
得到高透氣度漿或未漂草漿高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
2、燒鹼法 鹼量6～14，液比1∶8～1∶2，空轉20～60min，壓力400～550kPa，溫度110～180，蒸煮時間90～140min，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
3、燒鹼-蒽醌法 ①在禾草類植物原料中加入蒸煮藥液，其中用鹼量為以氫氧化鈉計對絕幹原料量9-20％，液比為1∶2-10，蒽醌加入量為絕幹原料量的0.5-2.0‰； ②加熱升溫至溫度120-200℃，蒸煮全程時間100-250分鐘，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
其中可以優選為 ①在禾草類植物原料中加入蒸煮藥液，其中用鹼量為以氫氧化鈉計對絕幹原料量7-15％，液比為1∶2-4，蒽醌加入量為絕幹原料量的0.5-0.8‰； ②加熱升溫至溫度160-165℃，蒸煮全程時間140-190分鐘。
得到高透氣度漿或未漂草漿高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
4、硫酸鹽法 ①在禾草類植物原料中加入蒸煮藥液，其中用鹼量為氫氧化鈉計對絕幹原料量5-15％，液比為1∶2-10，硫化度為3-15％； ②加熱升溫至溫度150-200℃，蒸煮全程時間100-250分鐘，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
其中可以優選為 ①在禾草類植物原料中加入蒸煮藥液，其中用鹼量為氫氧化鈉計對絕幹原料量8-11％，液比為1∶2-4，硫化度為5-8％； ②加熱升溫至溫度165-173℃，蒸煮全程時間150-200分鐘，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
得到高透氣度漿或未漂草漿高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
5、鹼性亞鈉-蒽醌法蒸煮包括 (1)在禾草原料中加入蒸煮藥液，其中，氫氧化鈉用量以絕幹原料重量計為9-15％，亞硫酸鈉為2-30％，蒽醌為0.03-0.08％，蒸煮液比為1∶2.5-1∶6； (2)加熱升溫至溫度150-180℃，升溫、小放氣、保溫全程時間95-190分鐘，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
優選方法包括 (1)在禾草原料中加入蒸煮藥液，其中，氫氧化鈉用量以絕幹原料重量計為9-15％，亞硫酸鈉為2-6％，蒽醌為0.4-0.08％，蒸煮液比為1∶3-4； 加熱升溫至溫度160-165℃，升溫、小放氣、保溫全程時間140-190分鐘，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
得到高透氣度漿或未漂草漿高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
上述高透氣度草漿或未漂草漿還可按照下面方法製備 1、亞銨法 將禾草類原料加入鍋中，再加入蒸煮液，蒸煮液升溫至100-200℃，升壓至0.3-0.9MPa，蒸煮時間為150-250分鐘，所述的蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的5-20％，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0-15％，液比為1∶2-15，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
其中可以優選為 將禾草類原料加入鍋中，再加入蒸煮液，蒸煮液升溫至156-173℃，升壓至0.6-0.75MPa，蒸煮時間為180-220分鐘，所述的蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9-15％，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0-8％，液比為1∶6-10，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
得到高透氣度漿或未漂草漿高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
2、燒鹼-蒽醌法 將禾草類植物原料入蒸煮鍋中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，蒸煮溫度為100-200℃，同時升壓至0.3-0.9MPa，蒸煮時間為150-250分鐘，所述的蒸煮藥劑中，用鹼量為以氫氧化鈉計對絕幹原料量5-20％，液比為1∶2-15，蒽醌加入量為絕幹原料量的0.2-1.5‰，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
其中可以優選為 將禾草類植物原料入蒸煮鍋中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，蒸煮溫度為147-165℃，同時升壓至0.4-0.6MPa，蒸煮時間為160-220分鐘，所述的蒸煮藥劑中，用鹼量為以氫氧化鈉計對絕幹原料量9-17％，液比為1∶6-9，蒽醌加入量為絕幹原料量的0.5-0.8‰，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
得到高透氣度漿或未漂草漿高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
3、硫酸鹽法蒸煮為 將禾草類植物原料入蒸煮鍋中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，蒸煮溫度為100-200℃，同時升壓至0.3-0.9MPa，蒸煮時間為150-280分鐘，所述的蒸煮藥劑中，用鹼量為氫氧化鈉計對絕幹原料量5-20％，液比為1∶5-15，硫化度為3-15％。
其中可以優選為 將禾草類植物原料入蒸煮鍋中，當裝鍋滿後關閉鍋蓋，蒸煮溫度為155-168℃，同時升壓至0.5-0.65MPa，蒸煮時間為200-250分鐘，所述的蒸煮藥劑中，用鹼量為氫氧化鈉計對絕幹原料量8-13％，液比為1∶6-10，硫化度為5-9％。
得到高透氣度漿或未漂草漿高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
4、鹼性亞鈉-蒽醌法蒸煮包括 將禾草類原料加入鍋中，再加入蒸煮液，蒸煮液升溫至80-250℃，升壓至0.3-0.8MPa，升溫、保溫和置換為110-300分鐘，所述的蒸煮藥劑中，其中氫氧化鈉的用量以絕幹原料重量計為9-17％，亞硫酸鈉的用量為絕幹原料重量的4-30％，蒽醌的用量為絕幹原料重量的0.03-0.08％，液比為1∶2.5-10；其優選將禾草類原料加入鍋中，再加入蒸煮液，蒸煮液升溫至100-200℃，升壓至0.4-0.65MPa，升溫、保溫和置換為150-250分鐘，所述的蒸煮藥劑中，其中氫氧化鈉的用量以絕幹原料重量計為9-17％，亞硫酸鈉的用量為絕幹原料重量的4-8％，蒽醌的用量為絕幹原料重量的0.04-0.08％，液比為1∶6-10，得到的漿經擠漿、洗滌後得到未漂草漿或高不透明度草漿。
上述製備方法還可以進一步進行氧脫木素，所述的氧脫木素用現有技術公開的方法。
所述的氧脫木素包括將蒸煮後所得的漿料或者洗滌後的漿料送入氧脫木素反應塔中，所述漿料在反應塔進口處的溫度為90-100℃，壓力為0.9-1.2MPa；出口處的溫度為95-105℃，壓力為0.2-0.6MPa；所述的氧脫木素在用鹼量為以氫氧化鈉計對絕幹漿量的2-4％，氧氣的加入量為每噸漿20-40kg的條件下進行60-90分鐘，得到未漂草漿。
高不透明度草漿不經過漂白過程，避免了用含氯漂白劑漂白時，氯元素主要轉化為AOX，主要成分為三氯甲烷、氯代酚類化合物、多氯代二惡英和呋喃，這些物質都具有毒性，尤其多氯代二惡英和呋喃具有強烈致癌、致病變、致畸形和多發性腦神經病變，並且在漂白紙漿中還有殘留的二惡英，所以用含氯漂白過的漿製得的紙對人體極其不利，同時對環境造成汙染；由於氯漂的諸多不利因素，目前提倡使用無氯漂白劑漂白紙漿，但是在漂前需要對深度脫木素，蒸煮工藝要求高，在漂白過程中，木質素被氧化為氫醌，該氫醌容易被氧化為醌，只是發生返黃的主要原因之一，另外，由於草漿的半纖維含量比較高，而半纖維聚合度低、含有較多的支鏈，容易受到氧化，導致紙漿中含有羧基和羰基，容易其返黃，所以無氯漂白的草漿製備書紙，操作工序複雜、成本高、並且容易返黃。
所述的高不透明度草漿的白度的老化程度較漂白草漿老化程度低，即由摻雜高不透明度草漿所得混合漿值得的紙成品不容易返黃。高不透明度草漿的白度的老化試驗祥見比較例3。
本發明所述的混合漿採用現有技術公開的抄造方法抄成紙品。
利用上述混合漿抄造的一種文化用紙，包括紙漿和造紙輔料，所述的紙漿包括重量比為20-98％的高不透明度草漿和重量比為2-80％的其他漿；其優選重量比60-95％未漂草漿，重量比為5-40％的其他漿；更優選重量比為75-92％的高不透明度草漿和重量比為8-25％的其他漿。
所述的其他漿包括木漿、竹漿、棉漿或二次纖維的一種或幾種的任意組合。
所述高不透明草漿白度30～60％，優選為35～55％，更優選為38～50％，最優選為40～45％。
所述的高不透明草漿的不透明度為89-99％，優選91-97％，更優選91.5-94％。
所述的文化用紙的白度為45-70％，其優選白度為50-65％。
所述的文化用紙塵埃度小於80(0.3-1.5mm2)個·m-2；其優選塵埃度小於60(0.3-1.5mm2)個·m-2。
所述的文化用紙的不透明度大於90％；所述的裂斷長大於2.3km，其優選裂斷長大於2.8km。
所述的文化用紙包括包括複印紙印刷紙、書寫紙、打字紙、膠版印刷紙以及新聞紙。
本發明提供一種文化用紙，包括紙漿和造紙輔料，所述的紙漿包括重量比為20-98％的高不透明度草漿和重量比為2-80％的其他漿；其優選重量比60-95％未漂草漿，重量比為5-40％的其他漿；更優選重量比為75-92％的高不透明度草漿和重量比為8-25％的其他漿。
所述的其他漿包括木漿、竹漿、棉漿或二次纖維的一種或幾種的任意組合，所述高不透明草漿白度30～60％，優選為35～55％，更優選為38～50％，最優選為40～45％。
本發明所述的未漂草漿包括經蒸煮、洗滌步驟後得到的漿，或者經蒸煮、洗滌、氧脫木素步驟得到的漿， 本發明所述的未漂草漿優選上述的高不透明度草漿。
所述的未漂草漿的不透明度為89-99％，優選91-97％，更優選91.5-94％。
所述的未漂草漿的撕裂指數為3.5-6.0mN·m2/g，優選4.6-5.6mN·m2/g，更優選4.8-5.4mN·m2/g。
所述的未漂草漿的松厚度為1.98～2.30dm3/g，其優選2.3-2.8dm3/g，更優選2.4-2.6dm3/g。
所述的文化用紙包括重量比為15-90％的草漿和重量比為10-85％的其他漿；其優選重量比35％-70％未漂草漿，重量比為30-65％的其他漿。
所述的文化用紙的白度為45-70％，塵埃度小於80(0.3-1.5mm2)個·m-2；其優選白度為50-65％，優選塵埃度小於60(0.3-1.5mm2)個·m-2。
所述的文化用紙的不透明度大於90％；所述的裂斷長大於2.3km，其優選裂斷長大於2.8km。
所述的文化用紙包括複印紙印刷紙、書寫紙、打字紙、膠版印刷紙以及新聞紙。
所述的文化用紙的裂斷長大於2.3km，其優選裂斷長大於2.8km。
文化用紙要求有一定的不透明度，以利於紙張的兩面書寫，不會出現透影、透印現象。本發明的未漂草漿本身的不透明度高，使得含有未漂草漿的混合漿抄製紙張的不透明高，達到90％以上，其優選92％以上。
白度是文化用紙很重要的指標，以往人們一直追求高白度紙張，使得看上去非常潔淨，在造紙過程中將所用紙漿漂白然後再抄造成紙張，但是研究表明高白度對人視覺刺激較大，同時在漂白過程中會產生對人體有害的物質，本發明提出在紙漿未漂草漿抄製紙張，其白度在45-70％，優選白度為50-65％，在此範圍內對人體視覺非常小，並且紙漿中加入未漂草漿，有害物質量減少了，降低了製漿成本。
本發明用加入未漂草漿並不僅僅降低了紙張的白度，由於未漂草漿的自身的性能，同時通過加入適當的輔料使得含有未漂草漿的紙張的綜合性能均接近國家標準或達到國家標準以上。
文化用紙的塵埃度小於80(0.3-1.5mm2)個·m-2；優選塵埃度小於60(0.3-1.5mm2)個·m-2。
對於文化用紙，尤其新聞紙的抗張強度影響印刷效率，因為印刷時紙頁要拖動紙卷轉動，高的抗張強度可以保證紙幅不被拉斷。所以漿的撕裂指數高也對新聞紙的印刷也是有必要的，所述新聞紙的裂斷長大於3.1km，其優選裂斷長為大於3.3km。
所述文化用紙的平滑度(s)為大於30，其優選平滑度(s)大於40，更優選平滑度(s)大於50。
本發明的突出優勢為 1)在混合漿中摻雜了未漂草漿，減少了木漿等的用量，大大的降低了生產紙張的成本。
2)未漂草漿沒有經過漂白過程，避免了在漂白過程中由於漂白劑對環境造成的汙染以及產生對人體有害的物質，抄製成的紙品也幾乎不含有對人體有害的物質，或者含量的極少；同時由於未經過漂白工序草漿直接與其他漿料混合後抄造紙張，節省了工序、節約了造紙時間。
3)在混合漿中摻雜適量的未漂草漿，由於未漂漿的特定性能，改善了混合漿料的不透明度，使得混合漿料在製備同等級別不透明度的紙張是所需的漿料的用量減少，降低了紙張成本，同時紙張的質輕，當不透明度高，只能通過紙張正面上的大量反射光，感覺到紙張正面上的色澤和印刷符號、圖像；因沒有接收到或接收到極微量來自紙張背面上的反射光，從而看不到紙張背面上或墊層上的印刷符號和圖像，反之，當紙張不透明低時，就會有紙張背面上的反射光進入人們的眼帘，此時，紙張就出現透影現象。
4)抄製成的文化用紙張中由於含有未漂草漿，其紙張的白度對人視覺刺激很小，非常適合閱讀，尤其對閱讀量很大的中小學生來說非常有利。其紙張白度的老化程度大大降低，不容易返黃。
具體實施例方式
以下為本發明的具體實施方式
，所述的實施例是為了進一步描述本發明，而不是限制本發明。
一、未漂草漿的製備 1、實施例1-8為採用硫酸鹽法製備未漂草漿的實施例。其中未漂草漿的性能是經蒸煮、洗滌後得到的漿採用常規方法測得的。
表1、硫酸鹽法
2、實施例9-15為採用燒鹼法製備未漂草漿的實施例。其中未漂草漿的性能是經蒸煮、洗滌後得到的漿採用常規方法測得的。
表2、燒鹼法
表格中松厚度單位cm3/g，透氣度單位ml/min，裂斷長單位Km，耐折度單位N.m/g，撕裂度單位mN，撕裂指數單位mN.m2/g。下表相同。
3、實施例16-22為採用燒鹼-AQ法製備未漂草漿的實施例。其中未漂草漿的性能是經蒸煮、洗滌後得到的漿採用常規方法測得的。
表3、燒鹼-AQ法
4、實施例23-28為採用鹼性亞鈉-AQ法製備未漂草漿的實施例。其中未漂草漿的性能是經蒸煮、洗滌後得到的漿採用常規方法測得的。
表4、鹼性亞鈉-AQ法
5、實施例29～34為採用亞銨法製漿 表5、亞銨法製漿參數
由前面表格可看出，採用能夠將高透氣度漿或未漂草漿硬度蒸煮到高錳酸鉀值為16～28，優選16～25範圍內的亞銨法製備的草漿，性能要比其他方法得到的更高一些。
6、採用不同的製漿方法和氧脫木素製備未漂草漿 將上述實施例所得到的漿再進行氧脫木素後得到未漂草漿。
表6、不同的製漿實施例所製備的漿進行氧脫木素後得到的未漂草漿的性能
二、紙製品的製備 1、靜電複印紙 靜電複印紙的製備方法參見「靜電複印紙的生產工藝」(燕建華、王翠蓮、張繼延的「靜電複印紙的生產工藝」，《紙和造紙》，1993年7月第3期23-24)，所不同的只是原料即混合漿的配比不同。不同的混合漿配製所製備的靜電複印紙的性能參數如表7所示 表7、不同的混合漿配製所製備的靜電複印紙的性能參數
注16#號漿為實施例16所製備的未漂草漿，6#號漿為實施例6所製備的未漂草漿，以此類推。
從表7可以看出，採用未漂草漿配用其它紙漿抄造的靜電複印紙符合國家標準，有些性能甚至優於國家標準，如縱橫向挺度明顯增加。
2、新聞用紙 新聞用紙的製備方法參見專利申請CN93108185製造方法，所不同的只是原料即混合漿的配比不同。不同的混合漿配製所製備的新聞用紙紙的性能參數如表8所示 表8、不同的混合漿配製所製備的新聞紙的性能參數
注26#號漿為實施例26所製備的未漂草漿，以此類推。
從表8可以看出，採用未漂草漿配用其它紙漿抄造的新聞用紙，由於未漂草漿的性能，使其抄製成的新聞用紙其不透明度、平滑度很高，其它指標符合國家標準。
3、打字紙 打字紙的製備方法參見「淺談打字紙的生產與實踐」(劉麗媛、慈元釗「淺談打字紙的生產與實踐」，《湖南造紙》，2001年第2期10-11)，所不同的只是原料即混合漿的配比不同。不同的混合漿配製所製備的靜電複印紙的性能參數如表9所示 表9、不同的混合漿配製所製備的打字紙的性能參數
注23#號漿為實施例23所製備的未漂草漿，以此類推。
從表9可以看出，採用未漂草漿配用其它紙漿抄造的打字紙除了白度外，其它指標符合國家標準。
4、膠版印刷紙 表10、不同的混合漿配製所製備的膠版印刷用紙的性能參數
注25#號漿為實施例25所製備的未漂草漿，以此類推。
從表10可以看出，採用未漂草漿配用其它紙漿抄造的膠版印刷紙白度對人體視覺刺激小，不透明度、平滑度提高，其它指標符合國家標準。
5、書寫紙 書寫紙的製備方法參見專利ZL87101416.5抄紙方法，所不同的只是原料即混合漿的配比不同。不同的混合漿配製所製備的書寫紙的性能參數如表11所示 表11、不同的混合漿配製所製備的書寫紙的性能參數
注26#號漿為實施例26所製備的未漂草漿，以此類推。
從表11可以看出，採用未漂草漿配用其它紙漿抄造的書寫紙白度對人體視覺刺激小，不透明度、平滑度提高，其它指標符合國家標準。
以下是配用未漂草漿和配用漂白草漿所製備的紙產品的性能比較 比較例1 表12對配以55％漂白麥草漿(配料A)與配以55％未漂麥草漿(配料B)生產的複印紙的質量作了比較。配料A與配料B在同一紙機、相似條件下抄造，通過比較可知，配以55％漂白麥草漿抄造的紙主要性能與全木漿的非常相似，而配以55％未漂麥草漿抄造的紙主要性能較全木漿的有所改善，且性能優於配以55％漂白麥草漿抄造的紙。
表12.全木漿複印紙與配以55％漂白麥草漿和配以55％未漂麥草漿的複印紙性能比較 比較例2 本比較例是山東泉林紙業有限責任公司的未漂草漿和漂白草漿的性能的比較，其中，未漂(壓)和漂白(壓)是指採用本領域常規方法檢測的，未漂(未壓)和漂白(壓)是採用如下方法檢測的 (1)紙頁抄造 關閉排水閥門，夾好貯漿器，打開進水閥門以衝洗網子，讓水上升到至少高於網面50mm處，按抄成紙頁的定量為60±3.0g/m2的量倒入漿料(按絕乾量計算)。
把水加至標記水平線上，插入攪拌器，並上下輕輕地移動攪拌懸浮液，攪拌板在攪拌時應保持在懸浮液面下，來回六次上下移動足可保證漿和水完全混合，然後在取出攪拌器之前，再輕輕的攪拌一次，靜等10s，隨後迅速地全部打開排空閥門。
當水從銅網濾掉後，對網上已成型的紙頁，進行減壓抽吸時間約為濾水時間的10％左右，但不少於5s，得到了紙頁。
(2)檢測漿的性能 將步驟(1)所抄製成的紙頁分別按照下列方法測各種性能 定量按照GB 451《紙與紙板尺寸、偏斜度、定量、厚度及緊度的測定法》進行測定，根據緊度即可計算出松厚度。
抗張指數按GB 453《紙與紙板抗張強度和伸長率的測定法》進行測定。
撕裂指數按照GB455《紙與紙板撕裂度的測定方法》進行測定，得到撕裂度之後除以經溫溼處理過的試樣定量即可計算出撕裂指數。
耐折度按GB 457《紙耐折度的測定法》進行測定。
透氣度按GB 5402《紙和紙板透氣度的測定法(葛爾萊法)》進行測定。
白度按GB/T 7974-2002《紙、紙板和紙漿亮度(白度)的測定漫反射/垂直法》進行測定。
表13、山東泉林紙業有限責任公司實驗報告(平均值) 比較例3 本試驗例是山東泉林紙業有限責任公司的未漂草漿和漂白草漿老化試驗對比結果。
14、山東泉林紙業有限責任公司實驗報告(平均值) 結果表明，與漂白漿相比，本色漿不易返黃，抗老化性能更優越。
實驗例1 該實驗例是未漂草漿和木漿組成的混合漿料，隨著加入未漂草漿的用量對纖維緊度和不透明度的影響。
表15、對不透明度的影響因素的實驗 從表15可以看出，加入重量為20-85％的未漂草漿，其不透明度提高很多。
權利要求
1.一種高不透明度混合漿，其特徵在於，該混合漿中含有高不透明度草漿，所述的高不透明度草漿的不透明度為89-99％，優選91-97％，更優選91.5-94％。
2.根據權利要求1所述的混合漿，其特徵在於，所述的高不透明度草漿重量為混合漿重量的20-98％；其優選60-95％的高不透明度草漿；更優選75-92％高不透明度草漿。
3.根據權利要求1或2所述的混合漿，其特徵在於，所述高不透明度草漿按照如下方法製備
在去除雜質的原料中加入蒸煮藥劑，蒸煮溫度156-173℃，蒸煮壓力0.6-0.75MPa，蒸煮時間為180-220分鐘，所述的蒸煮藥劑中，其中亞硫酸銨用量為對絕幹原料量的9-15％，配氫氧化鈉量為絕幹原料量的0-8％，液比為1∶6-10，蒸煮後得到的漿經擠漿、洗滌得到高不透明度草漿或未漂草漿，其高錳酸鉀值為16～28，優選16～25。
4.一種文化用紙，包括紙漿和造紙輔料，其特徵在於，所述的紙漿包括重量比為20-98％的未漂草漿和重量比為2-80％的其他漿；其優選重量比60-95％未漂草漿，重量比為5-40％的其他漿；更優選重量比為75-92％的未漂草漿和重量比為8-25％的其他漿；所述的其他漿包括木漿、竹漿、棉漿或二次纖維的一種或幾種的任意組合，所述未漂草漿白度30～60％，優選為35～55％，更優選為38～50％，最優選為40～45％。
5.根據權利要求4所述的文化用紙，其特徵在於，所述的未漂草漿的不透明度為89-99％，優選91-97％，更優選91.5-94％。
6.根據權利要求4-5任一項所述的文化用紙，其特徵在於，所述的文化用紙的白度為40-70％，其優選白度為40-60％。
7.根據權利要求4-5任一項所述的文化用紙，所述的文化用紙塵埃度小於80(0.3-1.5mm2)個·m-2；其優選塵埃度小於60(0.3-1.5mm2)個·m-2。
8.根據權利要求5所述的文化用紙，其特徵在於，所述的文化用紙的不透明度大於90％。
9.根據權利要求5所述的文化用紙，其特徵在於，所述文化用紙的裂斷長大於2.3km，其優選裂斷長大於2.8km。
10.根據權利要求5-9任一項所述的文化用紙，其特徵在於，所述的文化用紙包括複印紙印刷紙、書寫紙、打字紙、膠版印刷紙以及新聞紙。
全文摘要
所述的高不透明度草漿重量為混合漿重量的20-98％；其優選60-95％的高不透明度草漿。一種文化用紙，該文化用紙的白度為45-70％，其優選白度為50-65％，不透明度大於90％。由於在混合漿中摻雜了未漂草漿，減少了木漿等的用量，工藝上避免了在漂白過程中由於漂白劑對環境造成的汙染以及產生對人體有害的物質，抄製成的紙品也幾乎不含有對人體有害的物質，大大的降低了生產紙張的成本，紙張的不透明度高，白度的老化程度大大降低，不容易返黃。
文檔編號D21H11/00GK101760985SQ200810173098
公開日2010年6月30日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者李洪法, 宋明信, 王建民, 畢衍金, 徐金香 申請人:山東福蔭造紙環保科技有限公司