[發明專利]硅酸鈣作為造紙用助留增厚劑的用途

在審

• 申請號: 201410305106.2
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104120621A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 王成海;孫俊民;張戰軍;陳楊;高志軍;魏曉芬;徐鵬
• 申請（專利權）人: 大唐國際發電股份有限公司高鋁煤炭資源開發利用研發中心
• 主分類號: D21H17/67
• 分類號: D21H17/67;D21H21/10;D21H21/22
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉杰

技術領域

本發明涉及硅酸鈣的新用途，尤其涉及硅酸鈣作為造紙用助留增厚劑應用于紙張抄造的用途，屬于硅酸鈣在紙張抄造中的應用技術領域。

背景技術

粉煤灰是燃煤在鍋爐燃燒過程中產生的固體顆粒物，通過協同作用與聯產技術利用粉煤灰制備新型硅酸鹽填料的技術已經實現。新型硅酸鈣填料是一種多孔蜂窩狀，具有質軟、比表面積大、沉降體積高、相對密度小、磨耗值低和白度穩定性好等特征。

然而，針對造紙行業對漿料高留著率和紙張高松厚度的需求，迄今尚無利用硅酸鈣作為造紙用助留增厚劑，應用于紙張抄造的先例。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種將硅酸鈣作為造紙用助留增厚劑用于紙張抄造的方法，該紙張抄造方法操作簡單、靈活，明顯提高紙張灰分及松厚度；節省植物纖維用量，降低生產成本。

本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的：

本發明以硅酸鈣作為造紙用助留增厚劑應用于紙張抄造；優選的，所述硅酸鈣為中國專利授權公告號CN102249253B，發明名稱為“高鋁粉煤灰生產氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法”中所述的活性硅酸鈣。

本發明提供了所述硅酸鈣作為造紙用助留增厚劑應用于紙張抄造的方法，包括以下步驟：

(1)將硅酸鈣與水混合，制成分散液；將分散液過篩，漿液備用；

(2)將造紙填料加入紙漿中，再加入步驟(1)制備的漿液；或者將造紙填料與步驟(1)制備的漿液同時加入紙漿中；

(3)添加其它造紙助劑，按照常規造紙工藝進行紙張抄造。

其中，步驟(1)中硅酸鈣按照2-5％的固含量與水混合，制成分散液。以硅酸鈣絕干用量計，硅酸鈣的用量為20-150kg/噸紙；在此用量范圍內既能起到較好的助留效果，同時能使紙張獲得較好的松厚度，且對原生產工藝的影響比較小；優選的，硅酸鈣的用量為20-50kg/噸紙；最優選為50kg/噸紙；在分散機中進行分散，分散葉片線速度5-7m/s，分散時間25-40min；優選為，分散機的分散葉片線速度6.5m/s，分散時間30min；將分散液100目篩過篩。

步驟(3)中造紙助劑種類及用量分別為：漿內施膠劑20-30kg/噸紙，陽離子淀粉10-25kg/噸紙，助留劑0.2-0.5kg/噸紙；將添加造紙助劑后的紙漿質量濃度調至0.8％用于紙張抄造。

由于硅酸鈣吸水性強，為保證紙張獲得良好的表面強度以及適宜的吸水性，采用表面施膠劑進行施膠處理。

本發明采用活性硅酸鈣作為助留增厚劑用于紙張抄造，結果表明，當活性硅酸鈣用量為30kg/噸紙時，紙張灰分增加5.5個點，即節省紙漿55kg/噸紙；當活性硅酸鈣用量為80kg/噸紙時，紙張灰分增加10.7個點，即節省紙漿107kg/噸紙；這說明活性硅酸鈣的加入不僅其本身對紙張灰分有較大貢獻，同時也提高了漿料中填料的留著。此外，隨著活性硅酸鈣用量增加，紙張松厚度明顯提高，但隨著紙張灰分提高，紙張抗張強度有所下降。在此抄造工藝條件下，活性硅酸鈣用量為50kg/噸紙時，紙張強度性能良好，抗張指數41.6N·m/g，同時具有較高的灰分(32.6％)和松厚度(1.83cm³/g)。

本發明的技術方案與現有技術相比具有以下優點：

(1)與傳統生產工藝相比，不僅可大幅提升造紙漿料中填料和其它細小組分的留著，可明顯提高紙張灰分，提高幅度達5個點以上；并且可使紙張具有較高的松厚度；而且，采用硅酸鈣作為助留增厚劑用于紙張抄造，可節約造紙過程中的植物纖維用量，降低生產成本，符合造紙產業高灰分、輕量化的發展需求。

(2)操作簡單、靈活，對現有生產工藝沒有影響，一般紙廠無需額外增加設備；此外，對現有分散設備、漿料流送設備及紙張成型設備可不作任何改動，對設備要求也相對較低，可操作性較強，易于產業化推廣應用。

(3)原料來源廣泛、成本低廉，其在造紙行業的大規模應用，可為大宗廢棄物粉煤灰的綜合利用作出重要貢獻，有效保護生態環境和礦產資源。

本發明所涉及到的術語定義

除非另外定義，否則本文所用的所有技術及科學術語都具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常所了解相同的含義。

術語“造紙填料”意指加入紙漿內的一些基本不溶于水的固體微粒，填料一般為無機礦物性的，近年來也發展了有機合成填料；常用的有滑石粉、高嶺土、二氧化鈦、碳酸鈣等。

術語“造紙助劑”意指在制漿造紙過程中為賦予加工工藝和產品某些性能而添加的輔助化學品。