[發(fā)明專利]石膏-纖維復(fù)合產(chǎn)品和含有它的紙張

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980131462.4
• 申請日: 2009-04-20
• 公開（公告）號: CN102119126A
• 公開（公告）日: 2011-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·圖爾基;J·阿爾格林
• 申請（專利權(quán)）人: 凱米羅總公司
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46;C09C1/02;D01F1/04;D21H15/12;D21H19/38;D21H17/70;D21H17/66;D21H17/69
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 陳季壯

發(fā)明目的

本發(fā)明涉及石膏-纖維復(fù)合產(chǎn)品。石膏-纖維復(fù)合產(chǎn)品可在紙張的生產(chǎn)中用作涂布用顏料或填料顏料。本發(fā)明還涉及制備石膏-纖維復(fù)合產(chǎn)品的方法。在生產(chǎn)紙張中，可獲得填料顏料改進(jìn)的保留率和均勻的填料分布。

發(fā)明背景

造紙工藝始于漿料(stock)制備，其中纖維素纖維與水和礦物填料(通常粘土或碳酸鈣或石膏)混合。所得淤漿通過在成形織物或壓制(press)織物或線材上的流料箱傳輸，在造紙機(jī)的成形部分處形成纖維素纖維的纖維網(wǎng)。然后在排水部分內(nèi)排放水，并將成形的纖維網(wǎng)傳遞到含一系列輥壓機(jī)的擠壓機(jī)部分內(nèi)，在此除去額外的水。然后將該纖維網(wǎng)傳遞到造紙機(jī)的干燥部分內(nèi)，在此典型地通過蒸汽加熱的干燥器轉(zhuǎn)鼓，蒸發(fā)大多數(shù)殘留的水。干燥后操作包括壓延，其中干燥的紙產(chǎn)品在壓力下在輥之間穿過，從而改進(jìn)表面光滑度和光澤并使得卡鉗(caliper)/厚度更加均勻。存在許多壓延機(jī)，例如機(jī)械壓延機(jī)，其中輥通常是鋼輥且包括加熱輥(熱輥)。

石膏或二水合硫酸鈣CaSO₄·2H₂O適合作為涂布用顏料和填料二者的材料，特別是在紙產(chǎn)品中。若特殊的石膏具有高的亮度、光澤和不透明度，則將獲得特別良好的涂布用顏料和填料。當(dāng)顆粒足夠小、平坦和寬(板狀)時(shí)，光澤高。當(dāng)顆粒具有折射性、小且相同尺寸(窄的粒度分布)時(shí)，不透明度高。

可通過檢驗(yàn)掃描電鏡圖，建立石膏產(chǎn)品顆粒的形貌。例如采用Philips?FEIXL30?FEG型掃描電鏡，獲得有用的顯微圖。

石膏產(chǎn)品顆粒的尺寸以在其內(nèi)包含的顆粒的重均直徑D₅₀表示。更精確地，D₅₀是大致圓形顆粒的直徑，它小于占顆?？傊亓?0％的顆粒的直徑。可采用合適的粒度分析儀，例如Sedigraph?5100，測量D₅₀。

平坦的晶體意味著它薄。平坦的晶體形式合適地通過形狀比SR表達(dá)。SR是晶體長度(最長的尺寸)與晶體厚度(最短的橫向尺寸)之比。要求保護(hù)的石膏產(chǎn)品的SR是指其單個(gè)晶體的平均SR。

扁平的晶體是指它寬。扁平合適地通過長徑比AR表達(dá)。AR是晶體長度(最長尺寸)與晶體寬度(最長橫向尺寸)之比。要求保護(hù)的石膏產(chǎn)品的AR是指其單個(gè)晶體的平均AR。

可通過檢驗(yàn)其掃描電鏡圖，估計(jì)石膏產(chǎn)品的SR和AR二者。合適的掃描電鏡是以上提及的Philips?FEIXL30?FEG。

相等的晶體粒度(particle?size)是指晶體的粒度分布窄。寬度用測定重量的重量分布WPSD形式表達(dá)且用(D₇₅-D₂₅)/D₅₀形式表達(dá)，其中D₇₅、D₂₅和D₅₀是大致圓形顆粒的直徑，它分別小于占顆?？傊亓?5、25和50％的顆粒的直徑。采用合適的粒度分析儀，例如以上提及的型號Sedigraph?5100，獲得顆粒分布的寬度。

石膏以天然礦物形式存在，或者它以化學(xué)工藝的副產(chǎn)物形式，例如以磷石膏或煙道氣石膏形式形成。為了進(jìn)一步通過將其結(jié)晶成涂布用顏料或填料，凈化(refine)石膏，必須首先將石膏煅燒成半水硫酸鈣(CaSO₄·1/2H₂O)，之后可通過將該半水合物溶解在水中和沉淀，得到純石膏，從而水合它。也可以缺少結(jié)晶水的無水石膏(CaSO₄)形式存在硫酸鈣。

取決于石膏原材料的煅燒條件，硫酸鈣半水合物可以以兩種形式：α-和β-半水合物存在。通過在大氣壓下熱處理石膏原材料，獲得β-形式，而通過在比大氣壓高的蒸汽壓下或者通過在例如約45℃下從鹽或酸溶液中化學(xué)濕煅燒，處理石膏原材料，獲得α-形式。

WO88/05423公開了通過在其含水淤漿(它的干物質(zhì)含量為20-25wt％)內(nèi)水合硫酸鈣半水合物，制備石膏的方法。獲得石膏，其中最大尺寸為100-450微米，和第二大尺寸為10-40微米。

AU620857(EP0334292A1)公開了由含不大于33.33wt％粉碎的半水合物的淤漿制備石膏的方法，從而得到平均大小為2-200微米和長徑比為5-50的針狀晶體。參見這一文獻(xiàn)的第15頁第5-11行和實(shí)施例。

US2004/0241082公開了由干物質(zhì)含量為5-25wt％的半水合物的含水淤漿制備小的針狀石膏晶體(長度5-35微米，寬度1-5微米)的方法。在這一US文獻(xiàn)中的觀點(diǎn)是，通過添加劑，降低石膏的水溶解度，以便防止該晶體在造紙過程中溶解。