纸浆改性材料及其制造方法技术

纸浆改性材料及其制造方法，纸浆改性材料含有矿物超细纤维和矿物超细粉体，其化学成分及重量百分比为：ＳｉＯ↓［２］４０．１５－５２．２３％，ＣａＯ３８．２７－４８．４８％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１．６９－２．４８％，ＳＯ↓［３］１．８８－２．５１％，Ｃｌ↑［－］０．０７－０．３４５％。纸浆改性材料具有“物理漂白”的功能，只需在纸浆中加入５－２０％或更多的本发明专利技术提供的纸浆改性材料，就能生产高白度低定量的新闻纸，符合环境保护要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。该纸浆改性材料含有矿物超细纤维和矿物超细粉体，特别适用于生产改进微观结构的高白度低定量再生新闻纸。
技术介绍
人类在21世纪面临的最大难题是资源日益匮乏和环境保护。传统生产新闻纸所需木浆来自木材，经过去皮、削片、蒸煮、洗涤、漂白、打浆等工序，一方面消耗大量木材，另一方面在制浆过程中会产生大量的黑液等污染物，两者均对生态、环境产生严重破坏。利用回收废纸生产再生新闻纸是解决资源问题的重要出路。但由于脱墨浆白度仅能达到原纸白度的85-90％，且强度和不透明度均受到限制，仅能生产白度≤45％(ISO)、定量≥51g/m2的低档再生新闻纸。中国专利文献CN 1167854号，公开了一种“用废纸生产再生新闻纸的方法”，采用蒸煮、脱墨、漂白、打浆、净化、抄纸等工艺，生产的再生新闻纸性能未见任何说明。中国《纸浆和纸》杂志1999年第1期报道，上海韩松潜力纸业公司引进国外先进设备，于1998年用95％废纸和5-7％的BCIMP(或BKP)为原料生产出定量为48.8g/m2的新闻纸，其白度达到了58％(ISO)，为我国制造新闻纸的先进水平。然而，引进该套专用设备投资巨大，是国内一般造纸企业难以承受的。随着彩色套印在报纸中日益广泛使用，要求新闻纸具有较高的白度。我国原生新闻纸白度一般都在48-55％(ISO)之间，再生新闻纸的白度一般低于52％(ISO)。《中国造纸》杂志1999年第3期刊载的“废报纸脱墨浆的漂白”一文，报道采用两段式H2O2漂白，废报纸脱墨浆的白度可达60％(ISO)以上。但多段式漂白会造成生产成本过高而难以应用，还会造成纤维透明度增高而使纸张不透明度下降，难以满足低定量化要求。日本专利文献JP0457988号，公开了一种具有良好彩印性能的涂附新闻纸，在基纸上涂上一层颜料和粘结剂，基纸采用50％废纸制成的脱墨纸浆，在增压条件下，采用表面活性剂，通过搅拌进行脱墨。此外，还采用了30％本色针叶浆和20％化机浆抄造，以高岭土和无定形颜料作涂层的涂布新闻纸，白度达62％。该方法使用的原生木浆达50％，直接或间接地消耗了森林资源和产生蒸煮黑液；此外，还需用专门的涂布设备。人们在新闻纸低定量化方面遇到的一个技术问题是，低定量化后会引起纸的强度、不透明度和挺度下降。为解决上述问题，通常的办法是寻求强度更大和不透明度更高的浆种配比，或添加少量碳酸钙和滑石填料，但由此引起强度下降而难以获得工业应用。至于超低定量(44-43g/m2)的新闻纸，至今未有技术上和经济上均成功的报道。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，旨克服上述现有技术的不足，提供一种纸浆改性材料，它含有矿物超细纤维和矿物超细粉体，特别适合生产改进微观结构的再生新闻纸，对纸浆具有物理漂白的功能，毋需蒸煮和化学漂白，就能生产高白度和低定量的再生新闻纸。本专利技术所称的“高白度”，系指纸的白度可大于或等于58％；所称的“低定量”，系指纸的定量可小于或等于49g/m2，所说的“微观结构”，系指在光学显微镜或电子显微镜下观察到的纤维形态、表面特征、纤维与纤维的连接关系、纤维之间的充填物等。本专利技术的另一个目的，是提供一种制造上述纸浆改性材料的方法。按照本专利技术提供的纸浆改性材料，含有矿物超细纤维和矿物超细粉体，含有的化学成分及重量百分比为SiO240.15-52.23％，CaO 38.27-48.48％，Al2O31.69-2.48％，SO31.88-2.51％，Cl-0.07-0.345％。这种纸浆改性材料具有“物理漂白”的功能。按照本专利技术的一种优先实施例提供的纸浆改性材料，含有矿物超细纤维和矿物超细粉体，其化学成分及重量百分比为SiO240.15-52.23％，TiO20.45-2.00％，Al2O31.69-2.48％，Fe2O30.06-0.57％，FeO 0.23-0.39％，MnO 0.09-1.0％，MgO 1.16-1.85％，CaO 38.27-48.48％，Na2O 0.44-0.88％，K2O 0.23-0.57％，P2O50.04-0.09％，ZnO 0.04-0.09％，BaSO40.36-2.86％，SO31.88-2.51％，Cl-0.07-0.34％，灼减2.07～4.06，主要结晶相为硅灰石。本专利技术所称的“灼减”，系指将所述纸浆改性材料试样放入坩锅之类的容器，经高温灼烧后，试样重量减少的百分数，它与无机及分析化学中使用的“灼烧残渣”相对应，不同的是前者用试样烧失重量的百分数表示，而后者用灼烧残渣的百分数表示。本专利技术还提供了上述纸浆改性材料的制造方法，依次包括如下步骤(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙粉碎至325目以下，使获得的矿物超细粉体≤325目；(2)将获得的超细矿物纤维和超细粉体分别按80-90％和10-20％的重量比进行混合并称重；(3)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；(4)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)的4倍；(5)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；(6)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；(7)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；(8)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；(9)将获得的浆料进行脱水，然后烘干；将烘干后的物料粉碎至1250目或更细，其中矿物超细纤维的长径比大于或等于10，其它矿物粉体小于或等于2μm。本专利技术具有如下优点(1)可利用现成新闻纸生产设备，仅需对传统设备进行非常有限的技术改造，在纸浆中加入5-20％或更多的本专利技术提供的纸浆改性材料，就能生产高白度低定量的新闻纸。(2)它特别适合于用脱墨废纸为主要植物纤维生产再生新闻纸，纸张生产过程符合环境保护要求，不砍伐森林、不使用禾草，不采用蒸煮和漂白工艺，生产过程中不排出黑液、次氯酸盐等污染物；(3)提供的再生新闻纸具有低定量和高不透明度。目前国内仅少数厂家能小批量试生产46g/m2低定量的新闻纸，尚未有44-43g/m2的超低定量新闻纸面世。新闻纸低定量化后会引起纸的不透明度急剧下降，故不透明度是制造低定量新闻纸(＜46g/m2)的主要障碍。本专利技术提供的再生新闻纸，其定量可低至42.4-44.6g/m2，定量低于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(45g/m2)，而不透明度仍可达93.7-96.7％，高于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(90％)；(4)提供的再生新闻纸高具有白度大于或等于58％，高于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(52％)；(5)提供的再生新闻纸具有高强度，其裂断长达3200m以上，撕裂度达230mN，达到了新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(分别为3200m和230mN)，能适应高速印刷机的要求。下面，以按照本专利技术提供的纸浆改性材料生产高白度低定量再生新闻纸为例，详细说明本专利技术。附图说明图1为在电子显微镜下观察到的按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸浆改性材料，其特征在于：含有矿物超细纤维和矿物超细粉体，含有的化学成分及重量百分比为：ＳｉＯ↓［２］４０．１５－５２．２３％，ＣａＯ３８．２７－４８．４８％，Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１．６９－２．４８％，ＳＯ↓［３］１．８８－２．５１％，Ｃｌ↑［－］０．０７－０．３４５％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙传敏，刘沧龙，李一永，
申请(专利权)人：四川宏达集团有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]