[發明專利]碳酸鈣復合纖維的制造方法及其應用

無效

• 申請號: 200910024961.5
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101492893A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 王仁榮
• 申請（專利權）人: 金東紙業（江蘇）股份有限公司
• 主分類號: D21C9/00
• 分類號: D21C9/00;D21H17/70
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙）
• 代理人: 陳 揚

技術領域

本發明屬于造紙技術領域，涉及一種制造碳酸鈣復合纖維的技術，具體地說，是一種碳酸鈣復合纖維的制造方法及其在紙張生產過程中的應用。

背景技術

隨著造紙技術的不斷發展，填料變成了各類紙張的基本原料，以質量表示時，這種材料現在代表了紙中最大的非纖維組分。隨著大規模酸法造紙已向堿法造紙轉變，碳酸鈣(PCC)作填料也已被大規模地應用于造紙中作填料。

碳酸鈣填料的應用使得紙張的大多數性能得到了改善：1)填滿紙頁的空隙，改善紙頁結構；2)提高紙張白度、不透明度和光澤度等表面性能；3)提高紙張的平滑度、透印性和吸墨性等印刷性能；4)代替纖維，降低成本。

而填料自身與纖維之間并沒有很強的結合力，因此，當填料添加量不斷增加時，必然會導致紙張強度下降，在紙張印刷使用過程中又會導致分層、拉毛等現象產生；同時在紙張抄造過程中，碳酸鈣填料的保留率較低，必將導致原料的利用率降低，進而導致白水濃度增加。

在生產中要求在提高碳酸鈣填料用量前提下，維持紙張強度等物性，并提高碳酸鈣填料的保留，降低紙張生產成本。而目前所有的加填方式均不能滿足上述要求。

發明內容

為了克服現有碳酸鈣填料加填方式存在的問題，本發明的目的在于提供一種碳酸鈣復合纖維的制備方法及其在紙張生產過程中的應用，本發明在提高碳酸鈣填料用量前提下，紙張品質不下降；并克服目前所用加填方式下，碳酸鈣填料留著率低的問題。

本發明的目的是通過以下技術手段實現的：

一種碳酸鈣復合纖維的制造方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

1)將紙漿纖維浸泡于氫氧化鈣堿性溶液中，使得紙漿纖維得到充分潤漲細胞腔擴大，且不導致該紙漿纖維在堿性溶液中發生木素溶解而得率降低，并使氫氧化鈣溶液滲透至紙漿纖維的細胞腔內；氫氧化鈣溶液的濃度為10～30％，氫氧化鈣溶液用量占紙漿纖維絕干的20～50％，浸泡時間0.5～2小時；

2)浸漬結束后，在20～45℃溫度條件下，向溶液體系中通入CO₂氣體，CO₂氣體先與滲入至纖維細胞腔內的鈣離子發生反應，生成碳酸鈣填料；再與體系中的氫氧化鈣發生反應生成碳酸鈣填料，且均勻析出生成于纖維表面；

3)待體系pH降至6～7時，終止反應，生成碳酸鈣復合纖維，其中碳酸鈣的含量占紙漿纖維絕干量的20～50％。

本發明中，所述氫氧化鈣堿性溶液為制備PCC所用氫氧化鈣溶液。所述氫氧化鈣溶液濃度為5～40％。

所述紙漿纖維為高得率漿中的一種或幾種混合物。所述高得率漿選自漂白化學熱磨機械漿(BCTMP)、堿性過氧化氫機械漿(APMP)中的一種或幾種混合物。

本發明所述CO₂氣體可以是煙道氣；CO₂含量在20～30％。

利用本發明所述碳酸鈣復合纖維的制造方法得到的碳酸鈣復合纖維可應用于含有植物纖維類紙張抄造中。

本發明將由高得率漿中的一種或幾種混合而成的紙漿纖維浸漬于氫氧化鈣溶液中，由于濃度差的存在，部分氫氧化鈣會透過纖維細胞表面滲入至纖維細胞腔內，浸漬一段時間后向體系中通入含有CO₂氣體的煙道氣，在特定溫度條件下發生沉淀碳酸鈣的反應。在纖維細胞腔內會生成部分碳酸鈣顆粒，同時CO₂氣體會與溶液中的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣，與纖維表面均勻析出、吸附于高得率漿的纖維表面。將此方法制得的碳酸鈣復合纖維應用于紙張抄造中，可以改善直接碳酸鈣加填對紙張強度的影響，同時可以提高碳酸鈣填料的保留率，降低生產成本。

本發明可生成碳酸鈣復合纖維產品，其中有部分碳酸鈣可生成于纖維細胞腔內。

本發明所制得的碳酸鈣復合纖維，可以應用于所有含有植物纖維的紙張抄造中。

與現有技術相比，本發明將碳酸鈣填料生成于纖維細胞腔內，以及纖維表面，可以增加碳酸鈣填料與纖維之間的結合能力，進而可以減少因填料增加對成紙強度的影響，改善紙張品質，同時可以提高碳酸鈣填料的保留率。

使用此發明制得碳酸鈣復合纖維與未采用此方法處理的纖維，抄造相同定量，相同灰份的紙張，實驗結果發現：在相同灰分條件下，使用此發明抄造得到的紙張各強度物性均有提高，且系統總保留由75％提升至78％，系統灰分保留由43％提升至75～80％。