[发明专利]硅酸钙作为造纸用助留增厚剂的用途

说明书

技术领域

本发明涉及硅酸钙的新用途，尤其涉及硅酸钙作为造纸用助留增厚剂应用于纸张抄造的用途，属于硅酸钙在纸张抄造中的应用技术领域。

背景技术

粉煤灰是燃煤在锅炉燃烧过程中产生的固体颗粒物，通过协同作用与联产技术利用粉煤灰制备新型硅酸盐填料的技术已经实现。新型硅酸钙填料是一种多孔蜂窝状，具有质软、比表面积大、沉降体积高、相对密度小、磨耗值低和白度稳定性好等特征。

然而，针对造纸行业对浆料高留着率和纸张高松厚度的需求，迄今尚无利用硅酸钙作为造纸用助留增厚剂，应用于纸张抄造的先例。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种将硅酸钙作为造纸用助留增厚剂用于纸张抄造的方法，该纸张抄造方法操作简单、灵活，明显提高纸张灰分及松厚度；节省植物纤维用量，降低生产成本。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

本发明以硅酸钙作为造纸用助留增厚剂应用于纸张抄造；优选的，所述硅酸钙为中国专利授权公告号CN102249253B，发明名称为“高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的方法”中所述的活性硅酸钙。

本发明提供了所述硅酸钙作为造纸用助留增厚剂应用于纸张抄造的方法，包括以下步骤：

(1)将硅酸钙与水混合，制成分散液；将分散液过筛，浆液备用；

(2)将造纸填料加入纸浆中，再加入步骤(1)制备的浆液；或者将造纸填料与步骤(1)制备的浆液同时加入纸浆中；

(3)添加其它造纸助剂，按照常规造纸工艺进行纸张抄造。

其中，步骤(1)中硅酸钙按照2-5％的固含量与水混合，制成分散液。以硅酸钙绝干用量计，硅酸钙的用量为20-150kg/吨纸；在此用量范围内既能起到较好的助留效果，同时能使纸张获得较好的松厚度，且对原生产工艺的影响比较小；优选的，硅酸钙的用量为20-50kg/吨纸；最优选为50kg/吨纸；在分散机中进行分散，分散叶片线速度5-7m/s，分散时间25-40min；优选为，分散机的分散叶片线速度6.5m/s，分散时间30min；将分散液100目筛过筛。

步骤(3)中造纸助剂种类及用量分别为：浆内施胶剂20-30kg/吨纸，阳离子淀粉10-25kg/吨纸，助留剂0.2-0.5kg/吨纸；将添加造纸助剂后的纸浆质量浓度调至0.8％用于纸张抄造。

由于硅酸钙吸水性强，为保证纸张获得良好的表面强度以及适宜的吸水性，采用表面施胶剂进行施胶处理。

本发明采用活性硅酸钙作为助留增厚剂用于纸张抄造，结果表明，当活性硅酸钙用量为30kg/吨纸时，纸张灰分增加5.5个点，即节省纸浆55kg/吨纸；当活性硅酸钙用量为80kg/吨纸时，纸张灰分增加10.7个点，即节省纸浆107kg/吨纸；这说明活性硅酸钙的加入不仅其本身对纸张灰分有较大贡献，同时也提高了浆料中填料的留着。此外，随着活性硅酸钙用量增加，纸张松厚度明显提高，但随着纸张灰分提高，纸张抗张强度有所下降。在此抄造工艺条件下，活性硅酸钙用量为50kg/吨纸时，纸张强度性能良好，抗张指数41.6N·m/g，同时具有较高的灰分(32.6％)和松厚度(1.83cm³/g)。

本发明的技术方案与现有技术相比具有以下优点：

(1)与传统生产工艺相比，不仅可大幅提升造纸浆料中填料和其它细小组分的留着，可明显提高纸张灰分，提高幅度达5个点以上；并且可使纸张具有较高的松厚度；而且，采用硅酸钙作为助留增厚剂用于纸张抄造，可节约造纸过程中的植物纤维用量，降低生产成本，符合造纸产业高灰分、轻量化的发展需求。

(2)操作简单、灵活，对现有生产工艺没有影响，一般纸厂无需额外增加设备；此外，对现有分散设备、浆料流送设备及纸张成型设备可不作任何改动，对设备要求也相对较低，可操作性较强，易于产业化推广应用。

(3)原料来源广泛、成本低廉，其在造纸行业的大规模应用，可为大宗废弃物粉煤灰的综合利用作出重要贡献，有效保护生态环境和矿产资源。

本发明所涉及到的术语定义

除非另外定义，否则本文所用的所有技术及科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所了解相同的含义。

术语“造纸填料”意指加入纸浆内的一些基本不溶于水的固体微粒，填料一般为无机矿物性的，近年来也发展了有机合成填料；常用的有滑石粉、高岭土、二氧化钛、碳酸钙等。

术语“造纸助剂”意指在制浆造纸过程中为赋予加工工艺和产品某些性能而添加的辅助化学品。