（中國粉體技術網/班建偉）造紙中加入填料可以提高紙張的不透明度和亮度，改進紙張的平滑度和均勻狀態，增加紙張的柔軟性，降低紙張的吸濕性和變形程度，同時還有利于降低生產成本。鈦白粉有高的折光率和散射系數，是很好的造紙填料，但由于其價格昂貴，一般只用于高檔薄頁印刷紙， 以提高紙張的不透明度；而碳酸鈣由于其價格低廉，且同樣能提高紙張的不透明度、增加紙張的吸油墨性能，作為造紙填料具有一定的成本優勢。研究2種類型的碳酸鈣作為造紙填料的使用效果。
1 碳酸鈣的分類
作為造紙填料用碳酸鈣按其生產方式的不同，可分為重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣2類。
1. 1 重質碳酸鈣
重質碳酸鈣即研磨碳酸鈣(GCC)。重質碳酸鈣是研磨石灰石制得的天然碳酸鈣，從干法研磨發展到濕法研磨，研磨技術的突破及在研磨工藝中有關助劑的應用，使得GCC 粒徑可以達到小于1.5μm 在90% 以上，平均粒徑小于2μm，從而使品質大幅度提高，很大程度上擴大了其在造紙領域的應用。
1. 2 輕質碳酸鈣
輕質碳酸鈣即沉淀碳酸鈣( PCC)。輕質碳酸鈣是將二氧化碳通入石灰水，或用碳酸鈉溶液與石灰水作用產生沉淀制得的；它主要是根據下游產品不同的需要、通過改變反應的速度、溫度、濃度、攪拌速率及使用適量的化學添加劑, 有目的地控制反應進程， 使產品的粒徑大小、粒度分布、微觀形態達到特定的要求，以提高填料的適應性，同時要求產品質量穩定。
2 實驗
2. 1 原料
進口漂白化學針葉木漿；進口漂白化學闊葉木漿；自產木片漿；填料級商品輕鈣1；填料級商品輕鈣2；填料級重鈣；
2. 2 填料的主要技術參數
實驗用填料的主要技術參數見表1。
從表1的技術參數可以看出，3種填料的白度、pH相當，填料級商品輕鈣1的325目篩余物與酸不溶物含量稍高，填料級重鈣的酸不溶物含量稍高。
2.3 填料的晶形結構
實驗填料的徑形結構見圖1、2的電鏡照片。
從圖1, 2的電鏡照片看出輕質碳酸鈣粒子大小形狀幾乎是一致的紡錘形絮聚結構，而重質碳酸鈣呈不規則立方體狀結構，均勻性較差，顆粒大小相差明顯。
2. 4 方法
化學針葉木漿、化學闊葉木漿按30/30質量比混合，用PFI磨打漿至打漿度為30 SR 左右，濕重6.0g左右，漿濃為10%，打漿壓力為3.33 N /mm2，再與自產木片漿(占質量的40% )混合，備用。AKD用量為0.25%， 陽離子淀粉用量為0.8%，硫酸鋁用量為0.25%，PAM 用量為600*10- 6，微粒子用量為2 000 *10- 6，在上述輔料用量不變的條件下，更換不同填料及配比，漿、填料的質量比依次為85/15、80/20、70/30；抄片定量60g/m2， pH= 7.5。風干后的手抄片在恒溫、恒濕中放置24h后，分別測定白度、不透明度、吸水值、灰分等各項強度指標。
3 結果與討論
3. 1 試驗測試結果
漿、填料的質量比分別為85/15、80/20、70/30時的測試結果見表2。
3. 2 實驗數據分析
由上述實驗數據可以得出以下分析：(1) 在光學性能方面，填料級輕鈣與填料級重鈣所抄紙樣白度相差不大，主要是由于所用填料級重鈣的白度較高；但在不透明度方面，輕鈣所抄紙樣的不透明度較高，主要是由于輕鈣比重鈣的光散射系數高，加入輕鈣后可以提高紙頁的不透明度；
(2) 在物理性能方面： 用填料級輕鈣所抄紙樣其松厚度明顯高于填料級重鈣；吸水值均低于填料級重鈣，這是因為填料級輕鈣的平均粒徑較填料級重鈣大，相應地具有更小的比表面積， 對AKD施膠劑的吸附作用比重鈣強，因而減少了AKD用量，并且隨著填料的流失，降低了吸水值；填料級輕鈣2所抄紙樣的抗張指數、裂斷長、撕裂指數、耐破指數均高于填料級輕鈣1和填料級重鈣，其余指標基本相當;
(3) 由灰分指標看，在相同填料用量時，填料級輕鈣比填料級重鈣的灰分高，主要是由于填料級重鈣的粒徑很小，在紙頁脫水成形時，纖維對細小顆粒截留差；而填料級輕鈣的粒徑較大，對紙張纖維有很好的架橋作用，故在灰分保留方面填料級輕鈣優于填料級重鈣；
(4) 此外，由于重質碳酸鈣粒徑小、且大多呈立方體狀結構，相對輕質碳酸鈣來說，對其成形的磨損和對壓榨毛毯的粘污要比輕質碳酸鈣嚴重，所以輕質碳酸鈣填料在生產中有更好的運行性。
4 結論
(1) 與重質碳酸鈣相比，加填輕質碳酸鈣，紙張具有更高的松厚度，在紙張灰分達到19. 6% 時, 松厚度比重質碳酸鈣高15% 。
(2) 使用輕質碳酸鈣加填時，在提高紙張不透明度、灰分以及降低吸水值方面比重質碳酸鈣具有優勢。
(3) 綜合來看，由于輕質碳酸鈣的灰分保留較高、且具有更好的生產運行性，可以在一定程度上降低生產成本。
?歡迎進入【粉體論壇】
|
