[發明專利]一種以硫酸為膠化劑生產鋼紙的方法

有效

• 申請號: 201510063116.4
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104594127B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 劉蘭徑;劉蕾;王陽陽
• 申請（專利權）人: 劉蘭徑
• 主分類號: D21H27/00
• 分類號: D21H27/00;D21F11/00
• 代理公司: 石家莊元匯專利代理事務所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 劉聞鐸

技術領域

本發明涉及一種生產紙的方法，具體涉及一種生產鋼紙的方法。

背景技術

鋼紙是在六十年代從國外引進的紙張品種，是我國最重要的特種紙之一，其堅硬度很高，又稱硬化紙、硬鋼紙板。鋼紙紙質堅硬，具有優良的彈性、耐磨性、耐腐蝕性、耐熱性、機械強度、絕緣性能和機械加工成型性能，極易適用各種各樣的機械加工，如切削、鉆孔、粘疊、沖制和研磨等。

目前鋼紙生產流程主要有間歇式鋼紙生產線和連續化鋼紙生產線。

間歇式鋼紙是傳統的鋼紙生產流程，主要流程為：膠化復合、老化、脫鹽、洗刷、干燥、整形及包裝，且各工段相對是獨立的。間歇式鋼紙生產線的特點是可以生產厚度大的產品，但操作和管理難度較大。

連續式鋼紙生產線是把各工序組合起來的一條生產線，主要流程為：膠化復合、老化、脫鹽、水洗、洗刷、預干、烘干、壓光、卷取或剪板。連續式鋼紙生產線主要生產厚度小于2mm左右的鋼紙，通過設備的改進，大大提高了生產效率，降低了勞動強度，易于管理。

從目前國內鋼紙發展情況來看，鋼紙生產設備有了長足的發展，基本實現了自動化生產。但鋼紙生產工藝技術還比較落后，其生產過稱為：采用對纖維素具有劇烈潤脹和膠化特性的金屬鹽—為處理劑，對鋼原紙進行處理、層疊制得。

以氯化鋅作為膠化劑，將鋼紙原紙中的部分纖維潤脹，隨著時間的延長，潤脹程度逐漸增大，同時發生部分降解和短鏈化，短鏈化的纖維素有類似“糊精”的性質，現稱為淀粉朊膠凝，然后通過壓榨，使多層鋼紙原紙膠溶復合在一起。自1859年英國人Thomas?Taylor利用氯化鋅溶液膠化纖維并成功制備鋼紙，直至今日，鋼紙的生產仍然是以氯化鋅溶液作為膠化劑。

間歇式鋼紙生產中，鋼紙原紙經氯化鋅溶液浸漬3-10秒，擠出多余的氯化鋅后進入老化室，在20-40攝氏度的條件下老化反應時間為2-8小時；連續化鋼紙生產，鋼紙原紙經氯化鋅溶液浸漬時間為30-120秒，擠出多余的氯化鋅后進入老化室，在20-40攝氏度的條件下老化反應時間為1-5小時；之后進入脫鹽工序。由于氯化鋅溶液對纖維的潤脹溶解速度較慢，為保證鋼紙原紙的部分纖維能夠形成足夠量的淀粉朊膠凝使多層鋼紙原紙膠溶復合，無論是間歇式鋼紙生產還是連續化鋼紙生產在膠化復合后必須經過一定時間的老化反應。

鋼紙原紙纖維與氯化鋅的老化反應從微觀來講主要過程為：鋼紙原紙纖維與氯化鋅溶液接觸后立即發生潤脹，在膠化浸漬的短時間過程中，氯化鋅溶液對纖維的作用主要發生在纖維素的無定形區；當進入老化反應工序時，隨著時間的延長，氯化鋅溶液逐漸滲透到纖維內部，纖維素結晶區開始潤脹，鋅離子與纖維素分子鏈發生作用，減弱了分子間的氫鍵作用，結晶區受到破壞，進而導致纖維結晶度的下降和聚合度的急劇下降。同時在長時間的老化過程中，細纖維與微細纖維發生溶解并消失，正常纖維進一步細化并橫向斷開，降解為不同長度的纖維片段，同時纖維表面出現不同程度的腐蝕孔，對纖維自身的柔韌性和物理強度損傷性特別大。

鋼紙原紙纖維的結晶度和聚合度降低，直接導致鋼紙的縱向和橫向抗張強度偏低和柔韌性差，鋼紙發脆，生產的鋼紙砂盤在高速運轉中易開裂造成安全事故。

鋼紙原紙纖維的細纖維化、斷開變短及纖維表面的腐蝕孔，導致成品鋼紙的脆性更大，柔韌性差，抗張強度低，平整性差；鋼紙在烘干時橫向收縮變大，成品鋼紙的縱橫收縮比大，生產的鋼紙砂盤易變形，穩定性差。

氯化鋅作為膠化劑與鋼紙原紙纖維潤脹膠溶速度較緩和，因此，鋼紙原紙纖維的聚合度相對較低。低聚合度的鋼紙原紙機械強度低，無法制造高強度的鋼紙。

氯化鋅作為膠化劑生產的鋼紙在烘干過程中橫向收縮為15％-22％，縱向收縮為6％-13％，縱橫比較大，鋼紙易變形。

鋼紙生產過程中，雖然可以循環回收利用氯化鋅，但生產過程中一些低含量的氯化鋅廢水達不到回收利用的要求，處理難度較大，并且成本較高。

由于現代工業制造對精細度和精確度要求越來越高，因此，工業制造行業對鋼紙的強度、柔韌性、穩定性和安全性等技術指標要求越來越高，現有的鋼紙生產工藝無法達到各項技術指標要求。

發明內容

本發明的目的是克服上述技術問題，提供一種不使用氯化鋅溶液為膠化劑的鋼紙生產方法，該方法以硫酸為膠化劑，解決了以氯化鋅溶液為膠化劑所造成的鋼紙抗張強度低、柔韌性差等問題。

為了實現本發明所述目的，發明人提供了以下技術方案。