重質(zhì)碳酸鈣在中性施膠紙中的應(yīng)用
作者： 發(fā)布日期：2019-02-27
重質(zhì)碳酸鈣在中性施膠紙中的應(yīng)用當(dāng)今世界造紙工業(yè)已發(fā)生重大變革,即由傳統(tǒng)的酸性抄紙系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹行猿埾到y(tǒng)。傳統(tǒng)的使用松香、硫酸鋁的酸性施膠必須在酸性的條件下進(jìn)行,一般都會(huì)降低紙頁(yè)的光學(xué)性質(zhì)和物理性能,紙張缺乏耐久性,受陽(yáng)光照射后易于變色,影響紙的物理性能及保存期。通過(guò)長(zhǎng)期的社會(huì)實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)采用中性施膠的紙張,不僅避免了這些問(wèn)題,而且由于中性施膠系統(tǒng)p H 合適,使采用碳酸鈣作為填料成為可能,可以改善紙張的品質(zhì),增加紙張的耐久性,還能在保證紙張光學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)的前提下降低生產(chǎn)成本。
1、碳酸鈣的性能及要求
作為填料用的碳酸鈣有重質(zhì)碳酸鈣(天然碳酸鈣) 和輕質(zhì)碳酸鈣(沉淀碳酸鈣) 兩個(gè)品種,而通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)發(fā)現(xiàn),重質(zhì)碳酸鈣在以下方面優(yōu)于輕質(zhì)碳酸鈣: (1) 價(jià)格低廉;(2) 可獲得高灰份含量的能力,且抄造的紙掉粉現(xiàn)象較輕;(3) 紙張強(qiáng)度較高;(4) 由于重質(zhì)碳酸鈣顆粒表面積小于輕質(zhì)碳酸鈣,故用此加填的紙張更易施膠和染色。因此,一直以來(lái)有很多屬于中性施膠抄紙系統(tǒng)的客戶均采用重質(zhì)碳酸鈣作為填料。
為了達(dá)到改善紙張質(zhì)量和降低成本的目的,選擇的填料即重質(zhì)碳酸鈣必須滿足如下的要求:
(1)具有較高的白度,有助于提高紙張的白度。
(2) 顆粒的粒徑大小要恰當(dāng),以利于增強(qiáng)紙張覆蓋能力,提高紙張的不透明度,同時(shí)避免抄紙系統(tǒng)產(chǎn)生障礙。
(3) 要求有較高的純度,不含砂粒和其它雜質(zhì),以免影響紙面平滑度和在抄紙過(guò)程中對(duì)成型網(wǎng)和毛布造成不良后果。
(4) 要求磨耗值低,以延長(zhǎng)成形網(wǎng)等的壽命。
(5) 填料的供應(yīng)量充足,運(yùn)輸方便。
重質(zhì)碳酸鈣具體物理性能指標(biāo)要求:
固含量70 ±1 %; 325 目篩余物≤0.01 %;白度≥90 %; CaCO3 含量≥98 %; 粒徑: 小于20μ≥65 %;小于45μ= 100 %;p H 值9～11 ;磨耗: ≤20.0g/m2 ;鹽酸不溶物: ≤0.30 %。
2、重質(zhì)碳酸鈣在中性施膠紙中的使用
重質(zhì)碳酸鈣的性能差異對(duì)中性施膠紙的系統(tǒng)操作及成品紙的品質(zhì)狀況會(huì)產(chǎn)生不同的效果。在生產(chǎn)70g/ m2 靜電復(fù)印紙時(shí),采用不同品牌A (市場(chǎng)上其他品牌)和B(我公司生產(chǎn)的“東南牌”)的重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。A 和B 兩種品牌重質(zhì)碳酸鈣的性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1 所示。
表1 兩種碳酸鈣的性能實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
| 項(xiàng)目 | A | B |
| 固含量/% | 70.10 | 70.00 |
| CaCO3含量/% | 98.52 | 98.25 |
| pH值 | 9.79 | 9.72 |
| 325目篩余物/% | 0.011 | 0.009 |
| 粒徑/% | ≤2μ68.24 | ≤2μ86.60 |
| 粒徑/% | ≤5μ79.35 | ≤5μ99.72 |
| 粒徑/% | ≤10μ85.16 | ≤6μ100.00 |
| 粒徑/% | ≤45μ100.00 | |
| 磨耗/g/m2 | 17.6 | 13.2 |
| 白度/% | 90.5 | 92.0 |
| 粘度mpa·s/25℃50ppm | 103 | 110 |
2. 1、對(duì)系統(tǒng)保留率的影響
在生產(chǎn)過(guò)程中,提高網(wǎng)部的一次留著率,以減小填料的損失,這是加填過(guò)程必須努力達(dá)到的目的。對(duì)于同一種填料,填料粒徑的大小明顯地影響到系統(tǒng)的保留效果,如表2 所示。
表2 A 和B 兩種重質(zhì)碳酸鈣在使用過(guò)程中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)
| 項(xiàng)目 | A | B |
| 網(wǎng)前箱濃度/% | 0.56 | 0.42 |
| 網(wǎng)前箱灰份/% | 26.45 | 35.20 |
| 白水濃度/% | 0.13 | 0.08 |
| 一次保留率/% | 76.0 | 81.3 |
| 成紙灰份/% | 12.7 | 20.0 |
| 填料留著率/% | 48.0 | 56.8 |
2. 2、對(duì)成紙品質(zhì)的影響
紙張中加填之后,其物理強(qiáng)度都會(huì)降低。如果填料所用比例增加,紙的強(qiáng)度下降更多。這除了纖維含量比無(wú)填料紙張的少之外,還因?yàn)楸焕w維吸附的填料使纖維不能互相緊密地連接和粘著,減少了纖維間的接觸面積。
同時(shí)填料粒子會(huì)妨礙纖維表面羥基的相互作用,妨礙相鄰纖維素鏈間氫鍵的形成。重質(zhì)碳酸鈣加填的紙張其光學(xué)性能會(huì)得到改善,首先,白度提高,因?yàn)橹刭|(zhì)碳酸鈣的白度高于漿纖維的白度;其次,紙張的不透明度提高,因?yàn)樵诩垉?nèi)加入重質(zhì)碳酸鈣后,能使分散介質(zhì)的表面增加許多倍,而且重質(zhì)碳酸鈣的粒子愈細(xì),折射系數(shù)愈高,它對(duì)紙張不透明性的影響也就愈大。另外,紙內(nèi)加入重質(zhì)碳酸鈣填料后,還會(huì)增加紙?jiān)趬汗夂蟮钠交?改進(jìn)紙的適印性,增加柔軟性和吸收性等。
表3 是重質(zhì)碳酸鈣 (A 和B) 在70g/ m2 靜電復(fù)印紙中使用后紙張物性指標(biāo)對(duì)比。
表3 兩種重質(zhì)碳酸鈣在70g/ m2靜電復(fù)印紙中使用后紙張物性指標(biāo)對(duì)比
| 項(xiàng)目 | A | B |
| 定量/g/m2 | 71.4 | 71.8 |
| 白度/% | 96.8 | 101.0 |
| 不透明度/% | 89.2 | 91.4 |
| 裂斷長(zhǎng)/縱/橫/km | 6.79/3.38 | 6.31/3.06 |
| 成紙灰份/% | 12.2 | 19.2 |
| 平滑度/S | 23 | 35 |
| 蠟棒值/A | 16/18 | 16/18 |
3、結(jié)論
在中性施膠紙中添加質(zhì)量性能合適的重質(zhì)碳酸鈣作為填料,在保證紙張強(qiáng)度指標(biāo)達(dá)標(biāo)的前提下,能有效地改善紙張的白度、不透明度、平滑度等品質(zhì)性能。同時(shí),盡可能多地增加用量,還能增加成紙灰份含量,降低漿纖維用量,有利于降低生產(chǎn)成本。
