[發明專利]造紙填料及其預處理方法

有效

• 申請號: 201110319641.X
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102433795A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 吳養育;徐鵬;張曉云;孫俊民;張戰軍;張毅;陳剛;張楠;呂永利
• 申請（專利權）人: 國能紙業有限公司
• 主分類號: D21H17/68
• 分類號: D21H17/68;C09C1/28;C09C3/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

?本發明屬于造紙生產工藝技術領域，具體涉及一種造紙填料及其預處理方法。

背景技術

目前常規的造紙生產領域，以文化用紙為例，是以大量的植物纖維紙漿為主作為紙張骨架，通過紙機高位箱向植物纖維中再添加約7%~20%不等的碳酸鈣或滑石粉等傳統礦物填料和少量的化學助劑完成造紙。這種紙張具有較高的印刷性能和書寫性能及其它的使用性能，為人類的文化發展和文明傳承起到了功不可沒的作用。

造紙工業中使用填料是為了提高紙張均勻度、不透明度和降低成本，原料主要為廣泛易得且價格低廉的無機礦物質，目前主要使用的有：輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、滑石粉等。造紙工業對填料有如下要求：粒徑均勻、粒徑適宜、較高的白度和化學穩定性、不易發生氧化或還原反應、不溶解或不易溶解于水、有較大的遮蓋率、折射率和散射系數、資源豐富、價格低廉等。

但目前常規的造紙填料（如：輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、滑石粉等）及其預處理過程存在以下技術問題：

1、填料多為含水率較低（10%以下）的無機礦物質，多呈粉末狀存在，在溶解的過程中，由于粉末顆粒較細，容易出現結團并浮在液面的現象，很難充分溶解，不僅影響溶解時間，降低生產效率，還增加能耗；

2、現有填料不含活性官能基團，因此填料沒有化學活性，預處理過程中，無法通過溶解升溫和攪拌分散等手段得以激發，因而使用恒溫恒速攪拌的落后溶解技術；

3、目前造紙領域使用的常規填料普遍密度較大，在預處理溶解過程中，需要快速攪拌以防止填料沉降分層，因此攪拌能耗較大。

隨著地球環境的日益惡化，伴隨著植物制漿過程所帶來的環境污染和植物原料、水及能源的大量消耗，傳統造紙工藝及原料的使用的局限性日益顯現。從降低紙漿纖維用量的同時保持紙張本身特性的角度出發，需要改變傳統造紙填料及其預處理方法，提高填料的分散性和表面活性，從而以高性能造紙填料較大程度地取代植物纖維，生產高填料紙張。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種造紙填料，該填料原料來源廣泛、成本低廉，填料溶解時間短、能耗低，填料活性高，符合高填料造紙的要求。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

本發明的造紙填料，該填料為活性硅酸鈣。

進一步，所述活性硅酸鈣為塊狀，其含水率為20%~70%。

進一步，所述活性硅酸鈣的真密度為1.2~1.5g/cm³，堆積密度為0.15~0.30g/cm³。

進一步，所述活性硅酸鈣的粒徑為5~30μm，比表面積為50~150m²/g，白度為89~95%，pH值為8~11。

進一步，所述活性硅酸鈣由粉煤灰為原料制成。

本發明的目的之二在于提供一種造紙填料的預處理方法，該預處理方法流程簡單，使填料充分分散和活化，經過預處理后的填料能與植物纖維充分混合均勻，增加填料與纖維的內部結合力，從而提高紙張性能。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

本發明的造紙填料的預處理方法，將所述活性硅酸鈣加入水溫為50~100℃的熱水中，充分攪拌溶解成乳濁液狀。

進一步，所述預處理方法的具體步驟為：

1）在活性硅酸鈣溶解槽罐中，加入計量的水，并將水溫升溫至50~80℃；

2）將計量的活性硅酸鈣加入到升溫后的水中，活性硅酸鈣干基在溶解液中的最終固含為30~200g/L；?

3）在活性硅酸鈣加入的過程中開啟攪拌裝置攪拌溶解，轉速控制在50~200r/min；

4）當計量的活性硅酸鈣全部加入以后，逐漸將水溫升溫至80~100℃，升溫速度低于10℃/min；

5）在升溫過程中，逐漸提升攪拌裝置的轉速至200~500r/min，提升轉速后穩定運轉10min~3h。

進一步，將所述活性硅酸鈣溶解得到的填料漿料通過管道導入30~200目的篩網槽中，經過篩網過濾后的填料漿液進入漿池中與植物纖維混合。

本發明的有益效果在于：