CN1261644C - 矿物纤维在造纸工艺中的应用 - Google Patents
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Abstract
矿物纤维在造纸工艺中的应用，属于造纸技术领域。其特征在于将矿物纤维作为部分纸浆替代物用作造纸原料。矿物纤维作为纸浆替代物在纸浆制备后的碎浆工序中加入或者作为纸浆替代物经筛滤除杂后，在助剂加入前加入到纸浆中。本发明通过将矿物纤维作为纸浆替代物用作造纸原料，不仅节约了纸浆用量，减少了制浆污水的排放量，保护生态环境，降低生产成本，还同时改善了抄造过程中浆料的滤水性，成品纸的白度、抗静电性能和抗撕裂强度均有不同程度的提高。
Description
技术领域
本发明属于造纸技术领域，尤其涉及应用矿物纤维添加到纸浆中部分代替纸浆作为造纸原料。
背景技术
造纸工业使用的原料中的植物纤维是造纸原料的主体，木材纤维是造纸的优良原料。我国木材资源较紧缺，而禾本科植物原料来源丰富，在制浆原料中禾本科植物占的比例较大，在用木材和草本植物制浆时会产生大量黑液和废水，对环境造成污染，处理污水也使得造纸业的成本增加。由于我国木材资源较缺乏，在过去的年代里，非木材纤维的利用对我国制浆造纸工业的发展起到了至关重要的作用，当然同时也对我国的环境保护带来了许多副作用。近年来我国研究人员先后开发了各种非木材纤维制浆造纸工艺，用芦苇、蔗渣和竹子代替麦草制浆，但总体规模偏小，同时制浆工艺复杂、污染程度并没有发生改变。
近期曾有利用高炉干渣纤维进行复合造纸的新闻报道，高炉干渣纤维的直径粗而短，杂质含量多，将其应用于造纸工艺，必须进行纤维加工，如果将高炉干渣和其它辅料配合加入冲天炉中高温熔化，熔体经过高速离心机形成干渣纤维棉，再将干渣纤维棉经软化改性后使用，其生产工艺复杂，同时成本过高，难以推广使用。目前也曾有过用硅灰石细粉作为部分纸浆替代物的新闻报道，但都处于理论阶段。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿物纤维在造纸工艺中的应用，通过采用无机非金属矿物纤维部分代替纸浆作为造纸原料，不仅节省了纸浆用量，而且成品纸的质量提高。
本发明采用的技术方案如下：
矿物纤维在造纸工艺中的应用，其特征在于将矿物纤维作为部分纸浆替代物用作造纸原料。
所述的矿物纤维是微观长径比为10～15∶1的硅灰石矿细粉。
所述的矿物纤维作为纸浆替代物是在纸浆制备后的碎浆工序中加入，或者将矿物纤维经筛滤除杂后，在高位箱处和助剂同时加入纸浆中。
所述的矿物纤维添加重量为纸浆重量的2～40％。
矿物纤维在造纸工艺中的具体应用方法是：木浆板或草木混合浆在碎解时，加入适当比例的矿物纤维，经碎浆工序，矿物纤维和纸浆混合物再经过打浆、揉合精制，然后添加助剂按常规工艺上网抄造得到成品纸。
如果采用草浆为原料，矿物纤维的应用方法是：草浆在打浆时加入适当比例的矿物纤维，矿物纤维和纸浆混合物再经过纸浆精制工序，然后添加助剂按常规工艺上网抄造得到成品纸。
另一种应用方法是：将矿物纤维筛选过滤除杂，在高位箱部位加入，然后加入助剂和经过碎浆和除渣后的良纸浆混合均匀，然后按常规工艺上网抄造得到成品纸。
我国有着丰富的硅灰石矿产资源，已探明的硅灰石矿藏主要集中在山西、云南、东北等地。硅灰石矿的主体矿物为硬硅钙石，矿石呈白色-灰白色，断口为玻璃-珍珠光泽，密度约2.7g/cm3，硬度为4.5，其化学组成中SiO2约占50.8％，CaO约占47％，其他微量物质为Al、Fe、Ti、Mn的氧化物。
该矿物通常为纤维状集合体，呈放射状和针状。从微观上看，该矿物晶体是由Si四面体以顶角相接组成的无穷链状硅酸盐结构。由于该硅钙石矿物具有三组解理，平行于晶面的一组发育完全，而另两方向的两组解理也构成体系，为矿物加工中的劈分、保持纤维状提供了条件。根据硅灰石矿物的性质和晶体特征，通过添加剥离助剂并在一定温度和压力作用下采用压力瞬降工艺，将矿物加工成微粉同时还能保持矿物的纤维率和晶体体征。如果在粉碎过程中再进行物化处理，使矿物纤维表面带有游离的正电荷，则该矿物纤维易与纸浆纤维结合，提高成品纸张的各项性能。
另外，矿物纤维的平均白度在85％左右，而优质纸浆的白度也仅能达到80％左右，适当性的加入矿物纤维能有效的增加成品纸的白度，减少同等条件下增白剂的用量。
本发明的有益效果在于，通过将矿物纤维作为纸浆替代物用作造纸原料，不仅节约了纸浆用量，减少了制浆污水的排放量，保护生态环境，降低生产成本，还同时改善了抄造过程中浆料的滤水性，成品纸的白度、抗静电性能和抗撕裂强度均有不同程度的提高。
具体实施方式
实施例1 木浆板进入水力碎浆机进行碎解，同时加入占纸浆重量2％的硅灰石矿物纤维细粉，硅灰石矿的微观长径比的范围在10～15∶1之间，纸浆和硅灰石矿物纤维混合物按木浆处理工序进行精制和机械除渣后，根据纸张品种的不同和浆料的配比在盛有混合浆的配料盆中加入增白剂，松香胶及其它助剂，加配完毕后检测浆料的白度，然后将混合浆用浆泵送入抄前盆使用，按常规的上网抄造工艺制得成品胶版印刷纸。该成品纸的白度为：90.4％，平滑度为：≥40S，断裂长≥3000m。
实施例2 草木混合浆进入水力碎浆机进行碎解，同时加入占纸浆重量30％的硅灰石矿物纤维细粉，硅灰石矿的微观长径比的范围在10～15∶1之间，纸浆和硅灰石矿物纤维混合物按木浆处理工序进行精制和机械除渣后，根据纸张品种的不同和浆料的配比在盛有混合浆的配料盆中加入增白剂，松香胶及其它助剂，加配完毕后检测浆料的白度，然后将混合浆用浆泵送入抄前盆使用，按常规的上网抄造工艺制得成品纸。
实施例3 草浆在打浆时，加入占纸浆重量10％的硅灰石矿物纤维细粉，硅灰石矿的微观长径比的范围在10～15∶1之间，然后按草浆处理工序进行除渣和精制，根据纸张品种的不同和浆料的配比在盛有混合浆的配料盆中加入增白剂，松香胶及其它助剂，加配完毕后检测浆料的白度，然后将混合浆用浆泵送入抄前盆使用，按常规的上网抄造工艺制得成品纸。
实施例4 草、木混合浆进入水力碎浆机进行碎解，在配料池中加填填料和浆料混合，然后用除渣器和离心筛对精制后的浆料除渣并送入高位箱，将硅灰石矿物细粉进行筛选除杂，然后加入到高位箱中，再加入助剂和纸浆混合均匀，硅灰石矿物细粉的添加量为纸浆重量的40％，硅灰石矿的微观长径比的范围在10～15∶1之间。然后按常规的上网抄造工艺制得成品纸。
实施例5 草浆经打浆后，在配料池中将加填的填料和浆料混合，然后用除渣器和离心筛对精制后的浆料除渣并送入高位箱，将硅灰石矿物细粉进行筛选除杂，然后加入到高位箱中和纸浆混合均匀，再加入化工助剂。硅灰石矿物细粉的添加量为纸浆重量的20％，硅灰石矿的微观长径比的范围在10～15∶1之间。然后按常规的上网抄造工艺制得成品纸。
Claims (4)
1、矿物纤维在造纸工艺中的应用，其特征在于将矿物纤维作为部分纸浆替代物用作造纸原料；
所述的矿物纤维是微观长径比为10～15∶1的硅灰石矿细粉；
所述的矿物纤维作为纸浆替代物在纸浆制备后的碎浆工序中加入；或经筛滤除杂后，在助剂加入前加入；
所述的矿物纤维添加重量为纸浆重量的2～40％。
2、根据权利要求1所述的矿物纤维在造纸工艺中的应用，其特征在于矿物纤维在造纸工艺中的具体应用方法是：木浆板或草木混合浆在碎解时，加入适当比例的矿物纤维，经碎浆工序，矿物纤维和纸浆混合物再经过打浆、揉合精制，然后添加助剂按常规工艺上网抄造得到成品纸。
3、根据权利要求1所述的矿物纤维在造纸工艺中的应用，其特征在于矿物纤维在造纸工艺中的具体应用方法是：草浆在打浆时加入适当比例的矿物纤维，矿物纤维和纸浆混合物再经过纸浆精制工序，然后添加助剂按常规工艺上网抄造得到成品纸。
4、根据权利要求4所述的矿物纤维在造纸工艺中的应用，其特征在于矿物纤维在造纸工艺中的具体应用方法是；将矿物纤维筛选过滤除杂，在高位箱部位加入，然后加入助剂和经过碎浆和除渣后的良纸浆混合均匀，然后按常规工艺上网抄造得到成品纸。
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