[发明专利]一种加填石膏晶须的纸页的制备方法

说明书

本发明公开了一种加填石膏晶须的纸页的制备方法，包括：取半水石膏晶须和/或二水石膏晶须煅烧后得到无水石膏晶须，加水进行分散，加入沉淀剂后混合搅拌，沉淀后加入至纸浆中，混合后加水稀释，并加入助留剂，搅拌分散、脱水成形，湿纸页经压榨、揭纸、干燥后得到成纸。本发明通过对含水石膏晶须煅烧及共沉淀二重改性，使石膏晶须结构致密，并在其表面形成包覆石膏晶须且难溶于水的沉淀膜层，从而降低石膏晶须的溶解性，提高其在纸张加填时的留着率。

技术领域

本发明涉及一种造纸方法，具体涉及一种加填石膏晶须的纸页的制备方法，属于造纸领域。

背景技术

在纸张的制造过程中，有些纸需要加入无机矿物粉料，称之为造纸填料。主要的目的是提高纸的不透明度，确保纸页能够两面印刷或书写；节约纤维原料降低生产成本；提高纸的透气度；改善纸的适印性能。作为造纸填料的矿物粉料，必须具备：白度高；折光率高；化学性能稳定；价格便宜。

需要添加填料的纸一般为未涂布印刷书写纸、涂布印刷纸，其加入的量约为纸浆中纤维量的15％-25％。2018年我国纸及纸板产量为1.0435亿吨，其中文化用纸中的未涂布印刷书写纸和涂布印刷纸占比共约为24％，一年所需造纸填料约500万吨左右。现代造纸一般为中-碱性造纸，所用的填料为碳酸钙，包括研磨碳酸钙(GCC)和合成的沉淀碳酸钙(PCC)，加入纸浆后，其在纸页中的总留着率一般能达到80％，单程留着率稍大于50％。对于很薄的字典纸、证券纸等，需用折射率更高的填料如二氧化钛。加填对纸张也有不利，加填后，填料阻碍了纤维之间的氢键结合，纸张的强度会有所下降。常用的造纸填料GCC需开采相应的物矿，消耗自然资源，产生噪音和粉尘，消耗大量的电能和水，污染环境。

石膏晶须是硫酸钙的纤维状单晶体，具有强度高、韧性好、白度高等特性，可以作为造纸填料，部分代替纸浆用于造纸。石膏晶须可以通过一些工业副产物如柠檬酸渣、排烟脱硫工业的脱硫石膏、生产食盐排放的卤渣等工业副产物来制备，我国磷肥工业产生的副产物磷石膏超过5000万t/a，充分利用这些再生石膏，变废为宝，解决这部分工业固废物的存放问题。是维护生态环境，缓解环境污染的一个有效手段。

然而石膏晶须在水中的溶解度较高，造成石膏晶须加填纸张时，在纸幅中的留着率较低，一部分随着纸料中的白水流失，远低于造纸填料碳酸钙加填时的留着率，造成浪费。碳酸钙在20℃时的溶解度为：0.000529％～0.0065％，而在20℃时磷石膏晶须的溶解度约为0.29％，是前者的50～550倍。因此，为了使石膏晶须留着于纸页中，必须先对石膏晶须进行改性，通常是在石膏晶须的表面包覆一难溶的膜层，此膜层能将石膏晶须表面活性点封闭，阻止或减少石膏晶须在水中的溶解。

作为包覆石膏晶须的膜层，应该具备：1)难溶于水。因为造纸过程中纸料悬浮于水中，纸料在脱水成形过程中，喷到成形网的浓度(上网浓度)只有0.9％～1.2％，若非现代高速纸机，上网浓度更低，约0.6％左右；2)和石膏晶须的结合力强。抄造纸张时，纸浆在上网之前，要经过稀释混合、除砂净化、真空脱气、压力筛选等一系列处理过程，最后上网成形脱水。若石膏晶须包覆的膜层和其结合力不强，则在这些处理过程中容易脱落。石膏晶须和改性的膜层间的作用力有物理吸附和化学结合两种方式。化学结合是膜层在形成的过程中，石膏晶须参与了化学反应，膜层和石膏晶须有化学键力，这种结合力较强。物理吸附是膜层和石膏晶须之间只有简单的分子间的作用力，也即范德华力，这种作用力较弱。3)膜层和纤维的亲合力好。这种亲合力，有助于膜层和纸页中木质纤维产生氢键结合，减少石膏晶须加填后纸的强度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种加填石膏晶须的纸页的制备方法，通过对含水石膏晶须煅烧及共沉淀二重改性，使石膏晶须结构致密，并在其表面形成包覆石膏晶须且难溶于水的沉淀膜层，从而降低石膏晶须的溶解性，提高其在纸张加填时的留着率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种加填石膏晶须的纸页的制备方法，步骤如下：