[发明专利]一种利用改性碳酸钙作为填料的原纸制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于原纸制备技术领域，具体涉及一种利用改性碳酸钙作为填料的原纸制备工艺。

背景技术

在造纸工业中，碳酸钙作为纸张制品的填料，可以提高纸张的耐热性、耐磨性、尺寸稳定性、刚度及可加工性，碳酸钙作为填料添加至纸张中，不仅能替代部分植物纤维，提高纸料的脱水速率和纸张干燥速率，节省干燥能耗，从而降低成本，而且还具有许多其他优点，如提高纸张光学性能，提高纸的白度和不透明度，增加纸张平滑度，改善纸张印刷性能等。但是碳酸钙表面有亲水较强的羟基，呈现较强的碱性，这种亲水疏油的性质使碳酸钙与有机高聚物的亲水性差，易形成聚集体，造成在高聚物内部分散不均匀，从而造成两种材料间界面缺陷，直接应用效果不好。目前一般认为未改性的碳酸钙对纸张直接应用效果不好，而且碳酸钙作为填料，其耐酸性、光滑度、白度等性能还有待进一步提高，碳酸钙对造纸施胶过程也会产生负面影响，施胶剂吸附在碳酸钙粒子表面，在纸品性能满足实际需求的条件下，使施胶剂的需求量增加。碳酸钙的应用通常还会对纸张的松厚度及挺度等在一定程度产生负面影响。因此基于未改性碳酸钙的传统加填技术的应用具有一定的局限性，在提高添加量的前提下，改善此类负面效应的研究具有十分重要的意义。

因此，急需一种利用改性碳酸钙作为填料的原纸制备工艺来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用改性碳酸钙作为填料的原纸制备工艺，使填料在较高的加填量下，仍能够提高纸张的强度、白度和不透明度，增加纸张平滑度，改善纸张印刷性能。

一种利用改性碳酸钙作为填料的原纸制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将纸浆原料放入90～95℃的水中浸泡1.5～3h后，捞出放入碎浆机内进行叩解，得到叩解后的纸浆，备用；

(2)将作为填料的改性碳酸钙加入步骤(1)叩解后的纸浆中，搅拌均匀后得到混合浆料；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料加水稀释后，再加入相对混合浆料质量0.5～2.5％的偶联剂、相对混合浆料质量0.2～1.5％的施胶剂和相对混合浆料质量0.3～1.8％硬化剂，在55～65℃、150～180r/min下混合搅拌30～45min，得到造纸浆料；

(4)将步骤(3)得到的造纸浆料加入造纸机中，进行原纸造抄，经压榨后干燥，得到所述原纸。

进一步的，所述改性碳酸钙是按照以下方法制备而得的：

(1)按重量份称取如下原料：轻质碳酸钙105～115份、阳离子淀粉32～38份、硬脂酸钠1.5～2.5份、聚丙烯酸钠0.02～0.04份、膨润土1.5～2.5份、壳聚糖0.2～0.7份、分散剂0.7～1.2份和抗氧化剂0.3～0.6份，备用；

(2)将轻质碳酸钙加入到水中，配制成浓度为40～55％的碳酸钙悬浮液，在70～80℃的水浴中边搅拌边加热15～20min，备用；

(3)将阳离子淀粉加入水中，配制成浓度为50-65％的淀粉悬浊液，在80～85℃的温度下搅拌10～15分钟，然后在92～95℃下糊化20～30min；

(4)用浓度为5～8％的NaOH溶液调节糊化后的淀粉溶液pH值至8～10，然后加入浓度为10～15％的硬脂酸钠溶液，在80～90℃、200～250r/min下混合搅拌20～30min，形成复合物，备用；

(5)将步骤(4)所得的复合物加入到步骤(3)所得的碳酸钙悬浮液中，在40～45℃下搅拌10～15min，然后加入聚丙烯酸钠、膨润土和壳聚糖，混合均匀后得混合乳液，再加入分散剂和抗氧化剂，在75～85℃、250～300r/min下混合搅拌40～50min，得到改性碳酸钙。

进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述施胶剂为AKD施胶剂，所述硬化剂为磷酸三甲酯硬化剂。

进一步的，所述分散剂为PEO分散剂。

进一步的，所述步骤(1)中叩解度为40～48°SR。

进一步的，所述步骤(2)中所述改性碳酸钙占叩解后的纸浆质量的百分比为12～18％。

进一步的，所述步骤(3)中，对步骤(2)得到的混合浆料加水稀释至4.5～6.5％的浓度。

进一步的，所述抗氧化剂由没食子酸丙酯和偏亚硫酸酯以重量份比例1:2～5混合制得。

进一步的，所述复合物与所述碳酸钙悬浮液的质量比为40:100～120。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：