一种柔性碳酸钙的制备方法及其在卷烟纸中的应用技术

本发明专利技术公开了一种柔性碳酸钙的制备方法，其特点是向含有氧化钙和纳米纤维素的水性悬浮液中通入二氧化碳与氧化钙反应并在纳米纤维素上原位生成所述柔性碳酸钙。本发明专利技术还公开了上述制备方法制备出来的柔性碳酸钙在卷烟纸中的应用，其特征在于，将该柔性碳酸钙加入到纸浆中后进行抄造造纸，由此提高所得到的卷烟纸的力学性能、燃烧性能和填料留着率。燃烧性能和填料留着率。燃烧性能和填料留着率。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性碳酸钙的制备方法及其在卷烟纸中的应用


[0001]本专利技术属于制浆造纸
，涉及一种作为造纸填料的柔性碳酸钙的制备方法及其在卷烟纸的应用。

技术介绍

[0002]碳酸钙是生产卷烟纸的主要填料，其最主要的目的在于改善卷烟纸的匀度、透气度、燃烧性能及其燃烧后包灰的效果。目前，卷烟纸生产过程中所使用的碳酸钙大多是轻质碳酸钙(即沉淀法碳酸钙)，碳酸钙的形态和质量直接影响卷烟纸质量。以往的研究发现，添加填料后往往出现卷烟纸外观不理想、透气度低等问题，使得烟纸和烟丝的燃烧匹配性不理想。所以要提高卷烟纸的燃烧性能以及高灰分状态下的外观机械性能，需要优化碳酸钙与纸浆纤维之间的结合力以及其在纤维上的分布情况。
[0003]为了解决以上问题，提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术第一方面提供了一种柔性碳酸钙的制备方法，其特点是向含有氧化钙和纳米纤维素的水性悬浮液中通入二氧化碳与氧化钙反应并在纳米纤维素上原位生成所述柔性碳酸钙。
[0005]具体来说，可按照生成的碳酸钙与纳米纤维素质量比为40:1
‑
80:1的比例，将预定重量比的氧化钙与纳米纤维素水性悬浊液充分混合后，在转速为350rpm的搅拌下通入二氧化碳气体并持续搅拌0.5
‑
1h，当PH稳定达到7.0时并终止反应，把悬浮液进行抽滤，滤出的白色固体研磨成粉末后即为所述柔性碳酸钙。
[0006]所述柔性碳酸钙的形态是在纳米纤维素外表面上沉积有新生成的碳酸钙，由于纳米纤维素是柔性的，故其外表面上沉积碳酸钙后仍然是柔性的。
[0007]所述柔性碳酸钙的粒径，可以调节制备条件而条件，例如调整氧化钙与纳米纤维素的质量比、二氧化碳通入速度、搅拌速度来调节。
[0008]本专利技术第二方面涉及第一方面所述的制备方法制备出来的柔性碳酸钙在卷烟纸中的应用，具体应用是将该柔性碳酸钙加入到纸浆中后进行抄造造纸，由此提高所得到的卷烟纸的力学性能、燃烧性能和填料留着率。
[0009]本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0010]1、本专利技术中的柔性碳酸钙因为其在纳米纤维素上原位生成，并且纳米纤维素有较高的长径比，所以柔性碳酸钙在卷烟纸中可以和纸浆纤维能形成氢键，从而提高卷烟纸的力学性能。
[0011]2、本专利技术的柔性碳酸钙对于卷烟纸的燃烧和填料留着也起到有益的作用，因为加入柔性碳酸钙的卷烟纸，因为其粒径增大，使纸张纤维素的距离变大，纤维空隙变大，在燃烧过程中增大了气体的流动，使卷烟纸燃烧的更加充分从而减少有害气体的产生。
[0012]3、当本专利技术的柔性碳酸钙和普通轻质碳酸钙分别作为填料以相同添加量添加到
卷烟纸中时，柔性碳酸钙更易留着在纸中。专利技术人观察发现，在复合体系中，纳米纤维素比表面积大，在碳酸钙生成的瞬间，纳米纤维素与碳酸钙接触，导致碳酸钙与纳米纤维素复合吸附。而且纳米纤维素具有较大的长径比。通过测量其粒径，可以确认柔性碳酸钙的粒径比普通轻质碳酸钙的粒径大，所以填料更容易留着在烟纸上。
附图说明
[0013]图1至图3分别是实施例1
‑
3制备得到的三种柔性碳酸钙的粒径分布图；
[0014]图4是普通轻质碳酸钙的粒径分布图。
[0015]图5是实施例5和对比例2卷烟纸的热重分析图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
[0017]实施例1
[0018]本实施例中的柔性碳酸钙的制备方法的具体步骤如下：
[0019](1)制备浓度为0.2％的纳米纤维素溶液；
[0020](2)按照生成碳酸钙与纳米纤维素质量比为40:1的比例，取恰当比例的氧化钙与上述纳米纤维素悬浊液混合，充分搅拌。搅拌后缓慢通入二氧化碳气体，机械搅拌0.5
‑
1h，搅拌转速为350rpm，当PH达到7.0时，在等待两分钟确定PH值稳定并终止反应。把悬浮液进行抽滤，滤出的白色固体在60℃烘箱干燥24h，取出后用研钵充分研磨成粉末得到柔性碳酸钙，并测其粒径分布，如图1所示。
[0021]实施例2
[0022]本实施例中的柔性碳酸钙的制备方法的具体步骤如下：
[0023](1)制备浓度为0.2％的纳米纤维素溶液。
[0024](2)按照生成碳酸钙与纳米纤维素质量比为60:1的比例，取恰当比例的氧化钙与上述纳米纤维素悬浊液混合，充分搅拌。搅拌后缓慢通入二氧化碳气体，机械搅拌0.5
‑
1h，搅拌转速为350rpm，当PH达到7.0时，再等到两分钟确定PH值稳定并终止反应。把悬浮液进行抽滤，滤出的白色固体在60℃烘箱干燥24h，取出后用研钵充分研磨成粉末得到柔性碳酸钙，并测其粒径分布，如图2所示。
[0025]实施例3
[0026]本实施例中的柔性碳酸钙的制备方法的具体步骤如下：
[0027](1)制备浓度为0.2％的纳米纤维素溶液。
[0028](2)按照生成碳酸钙与纳米纤维素质量比为80:1的比例，取恰当比例的氧化钙与上述纳米纤维素悬浊液混合，充分搅拌。搅拌后缓慢通入二氧化碳气体，机械搅拌0.5
‑
1h，搅拌转速为350rpm，当PH达到7.0时，再等到两分钟确定PH值稳定并终止反应。把悬浮液进行抽滤，滤出的白色固体在60℃烘箱干燥24h，取出后用研钵充分研磨成粉末得到柔性碳酸钙，并测其粒径分布，如图1所示。
[0029]对比例1
[0030]采用与实施例1基本相同的条件，只是未使用纳米纤维素(1)水性悬浮液，而是使用同等重量的纯水来代替，然后向其中加入与实施例1相同重量的氧化钙充分搅拌后，缓慢通入二氧化碳气体，机械搅拌0.5
‑
1h，搅拌转速为350rpm，当PH达到7.0时，再等到两分钟确定PH值稳定并终止反应。把悬浮液进行抽滤，滤出的白色固体在60℃烘箱干燥24h取出后用研钵充分研磨成粉末得到常规的轻质碳酸钙，并测其粒径分布，如图4所示。
[0031]从图1至图3可见，不同碳酸钙和纳米纤维素比例制备出不同粒径大小的柔性碳酸钙，并且可以得出随着碳酸钙质量增加，柔性碳酸钙的粒径逐渐变小，但都比图4所示常规的轻质碳酸钙粒径大。
[0032]实施例4
[0033]以上述实施例1至实施例3所制备的不同粒径大小的柔性碳酸钙作为填料，制备卷烟纸。取350g绝干针叶木浆，加水浸泡4h以上并且测水分。取30g绝干浆加水到固液比为10％，用打浆机打浆至80～83
°
SR。并测量打浆后的水分。卷烟纸定量为27g/m2，取一定重量的湿浆。称量上述三种不同粒径的柔性碳酸钙，以相同添加量20％(添加量以柔性碳酸钙中的碳酸钙重量/卷烟纸总干重来计算)分别制备卷烟纸，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性碳酸钙的制备方法，其特征在于，向含有氧化钙和纳米纤维素的水性悬浮液中通入二氧化碳与氧化钙反应并在纳米纤维素上原位生成所述柔性碳酸钙。2.根据权利要求1所述的柔性碳酸钙的制备方法，其特征在于，按照生成碳酸钙与纳米纤维素质量比为40:1
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80:1的比例，将预定重量比的氧化钙与纳米纤维素水性悬浊液充分混合后，在转速为350rpm的搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晗，王浩，余振华，詹建波，周冰，谢姣，王旭，岳保山，余婷婷，李利伟，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：