專利名稱：紙品填充專用的復(fù)配改性凹土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)配改性凹土及其制備方法，具體涉及紙品 填充專用的復(fù)配改性凹土及其制備方法，屬于非金屬礦物資 源利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
造紙行業(yè)使用填料不但可以降低紙張的制造成本，而且 還可賦予紙張不透明度和印刷適印性等特殊的性能。
礦物纖維能夠與植物纖維產(chǎn)生交織作用，構(gòu)成植物纖維 與礦物纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。對(duì)礦物纖維進(jìn)行改性處理后能更好 地同植物纖維相結(jié)合，得到植物礦物復(fù)合纖維材料，這種復(fù) 合纖維材料可代替部分植物纖維紙漿造紙。目前有報(bào)道的用 于植物纖維替代品的礦物纖維主要為海泡石和硅灰石以及 其他礦物復(fù)合纖維，關(guān)于凹土在此方面的應(yīng)用尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種紙品填充專用的復(fù)配改性 凹土及其制備方法，通過該方法制備改性凹土用于紙品填 料，充分發(fā)揮凹土的特殊性能以提高紙品的品質(zhì)和減少造紙 成本，拓展凹土的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該復(fù)配改性凹土由凹土、輕 質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣、表面改性劑組成，凹土和碳酸鈣依質(zhì)量比 1: 1-1.5混合，添加混合料的質(zhì)量的1. 5-2. 5%的表面改性 劑得復(fù)配改性凹土。
本發(fā)明的復(fù)配改性凹土中，凹土為質(zhì)量百分比大于30%
的凹土礦，雜質(zhì)主要為蒙脫土或白云石，且石英或蛋白石的
含量《10%。
本發(fā)明的復(fù)配改性凹土中，碳酸鈣為4.5um、白度〉85 的輕質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣。
本發(fā)明的復(fù)配改性凹土中，表面改性劑為垸基三甲基氯 化銨、殼聚糖或變性淀粉。
本發(fā)明的紙品填充專用復(fù)配改性凹土的制備方法包括 以下步驟首先，選凹土礦，選擇凹土質(zhì)量百分比大于30% 的凹土礦，雜質(zhì)主要為蒙脫土或白云石，且石英或蛋白石的 含量《10%;其次，凹土用雙螺桿擠壓機(jī)壓片，自然曬干或 180 — 200。C烘干至水分質(zhì)量百分比小于5%，粉碎至4. 5 u m; 然后，在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比l:l一1.5加入4.5um、白 度〉85的輕質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣得混合料；最后，按混合料質(zhì)量 的1.5 — 2.5%加入表面改性劑，60-80"C充分?jǐn)嚢杌旌?10-30min，即得復(fù)配改性凹土。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、凹土作為一種層鏈狀結(jié)構(gòu)的含 水鎂鋁硅酸鹽晶體礦物，具有與植物纖維相近的、特殊的纖 維狀晶體結(jié)構(gòu)，凹土顯著的吸附性能、膠體性能以及其結(jié)構(gòu) 中羥基都能使凹土與植物纖維有效的相容，提高紙的勻度、 平滑度和紙張的柔韌性；2、通過凹土與其它非金屬礦物復(fù) 合，很容易獲得造紙?zhí)盍纤璧睦硐胄阅?，如增加加填量?提高紙品的抗張強(qiáng)度和填料留著率等；3、本發(fā)明的復(fù)配改 性凹土可用于瓦楞紙、卡紙、箱板紙、文化用紙、工業(yè)包裝 紙、餐盒紙等紙品生產(chǎn)中，在中堿性造紙條件下，對(duì)植物纖 維有較強(qiáng)的結(jié)合力，使用能顯著提高細(xì)小植物纖維留著率和 紙張強(qiáng)度，自身留著率也顯著高于目前通用的碳酸鈣等紙品 填料；4、制備工藝和設(shè)備簡單，且加工過程不產(chǎn)生環(huán)境污 染，符合清潔生產(chǎn)要求；5、充分利用天然礦物資源為原料， 替代植物纖維紙漿，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有現(xiàn)實(shí)意義；6、該復(fù)配 改性凹土的應(yīng)用不改變?cè)旒埞に?，并能顯著改善紙品的品 質(zhì)，降低造紙成本。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng) 理解，這些實(shí)施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方 式限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例l一填充鋁箔襯紙
選擇凹土含量36%、白度82的白云石凹土礦，用雙螺桿
擠壓機(jī)壓成l-2皿的薄片，在回轉(zhuǎn)干燥機(jī)中于18(TC烘干至 水分5%，粉碎至4.5um;在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比1:1加 入4. 5 ii m、白度92的輕質(zhì)碳酸鈣，充分混合均勻后按混合 料質(zhì)量的2. 5%加入十八烷基三甲基氯化銨陽離子表面改性 劑，于7(TC充分?jǐn)嚢杌旌?0min，即得鋁箔襯紙品填料的復(fù) 配改性凹土。將該復(fù)配改性凹土用于鋁箔襯紙中，不改變?cè)?紙的工藝及條件，填加量為20%，可以提高紙品中填料留,著 率40%以上，抗張強(qiáng)度提高30%以上。 實(shí)施例2—填充餐盒紙
選擇凹土含量43%、白度85的白云石凹土礦，用雙螺桿 擠壓機(jī)壓成l-2mm的薄片，于190卩烘干至水分4%,用氣流 粉碎機(jī)粉碎至4. 5 ix m;在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比1:1. 2加入 4.5um、白度92的輕質(zhì)碳酸鈣，充分混合均勻后按混合料 質(zhì)量的2%加入質(zhì)量百分比濃度0. 1%的殼聚糖溶液，于75°C 充分?jǐn)嚢?0min，干燥即得餐盒紙品填料的復(fù)配改性凹土。 將該改性凹土用于餐盒紙生產(chǎn)中，不改變?cè)旒埖墓に嚰皸l 件，填加量為20%，所得餐盒紙有突出的抗菌性能，其抗壓、 抗折強(qiáng)度都有顯著增強(qiáng)，填料留著率提高50%。
實(shí)施例3-填充瓦楞紙
選擇凹土含量43%、白度78的蒙脫石凹土礦，用雙螺桿 擠壓機(jī)壓成l-2mm的薄片，于200°。烘干至水分<5%，粉碎 至4. 5 u m;在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比1:1.5加入4. 5 u m、
白度92的重質(zhì)碳酸藥，充分混合均勻后按混合料質(zhì)量的1. 5% 加入質(zhì)量百分比濃度0.5%的變性淀粉溶液，于80。C充分?jǐn)?拌30min，干燥即得瓦楞紙品填料的復(fù)配改性凹土。將該復(fù) 配改性凹土用于瓦楞紙生產(chǎn)中，不改變?cè)旒埖墓に嚰皸l件， 填加量為15%，可以使白水固含量降低5%-10%，抗張強(qiáng)度提 高30%-40%，環(huán)壓提高2個(gè)環(huán)壓強(qiáng)度。 實(shí)施例4-填充牛皮箱板紙
選擇凹土含量62%、白度78的蒙脫石凹土礦，用雙螺桿 擠壓機(jī)壓成l腿的薄片，于19(TC烘干至水分3%，粉碎至4. 5 um;在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比1:1.4加入4.5 u m、白度92 的輕質(zhì)碳酸鈣，充分混合均勻后按混合料質(zhì)量的2%加入質(zhì)量 百分比濃度1%的變性淀粉溶液，于70。C充分?jǐn)嚢?0min，干 燥即得箱板紙品填料的復(fù)配改性凹土。將該復(fù)配改性凹土用 于箱板紙生產(chǎn)中，不改變?cè)旒埖墓に嚰皸l件，填加量為20%， 所得箱板紙?jiān)谙嗤康臈l件下，抗張強(qiáng)度可提高30%-40%, 填料留著率可提高60%。
實(shí)施例5-填充紗筒紙
選擇凹土含量34%、白度78的蒙脫石凹土礦，用雙螺桿 擠壓機(jī)壓成1-2mm的薄片，于180。C烘干至水分5%，粉碎至 4.5um;在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比1:1加入4.5um、白度 92的重質(zhì)碳酸鈣，充分混合均勻后按混合料質(zhì)量的2. 5%加 入質(zhì)量百分比濃度1%的變性淀粉溶液，于65。C充分?jǐn)嚢?0min，干燥即得紗筒紙品填料的復(fù)配改性凹土。將該復(fù)配 改性凹土用于紗筒紙生產(chǎn)中，不改變?cè)旒埖墓に嚰皸l件，在 保證紙品性能等級(jí)的基礎(chǔ)上，凹土填料的填加量可達(dá)30%, 極大地降低了生產(chǎn)成本。 實(shí)施例6-填充新聞紙
選擇凹土含量34%、白度78的蒙脫石凹土礦，用雙螺桿 擠壓機(jī)壓成1-2腿的薄片，于200。C烘干至水分4W，粉碎至 4.5um;在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比1:1加入4.5um、白度 92的輕質(zhì)碳酸鈣，充分混合均勻后按混合料質(zhì)量的2%加入 濃度質(zhì)量百分比1%的變性淀粉溶液，于6(TC充分?jǐn)嚢?0min， 干燥即得新聞紙品填料的復(fù)配改性凹土。將該復(fù)配改性凹土 用于新聞紙生產(chǎn)中，不改變?cè)旒埖墓に嚰皸l件，凹土填料的 填加量為20%,所得新聞紙的平滑度、吸墨性、機(jī)械特性等 都有明顯的提高。
權(quán)利要求
1.紙品填充專用的復(fù)配改性凹土，其特征在于該復(fù)配改性凹土由凹土、輕質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣、表面改性劑組成，凹土和碳酸鈣依質(zhì)量比為1∶1-1.5混合，按混合料質(zhì)量的1.5-2.5％添加表面改性劑得復(fù)配改性凹土。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙品填充專用的復(fù)配改性凹 土，其特征在于凹土為質(zhì)量百分比大于30%的凹土礦，雜 質(zhì)主要為蒙脫土或白云石，且石英或蛋白石的含量《10%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙品填充專用的復(fù)配改性凹 土，其特征在于碳酸鈣為4.5um、白度〉85的輕質(zhì)或重 質(zhì)碳酸鈣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙品填充專用的復(fù)配改性凹 土，其特征在于表面改性劑為垸基三甲基氯化銨、殼聚糖 或變性淀粉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙品填充專用的復(fù)配改性凹 土的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟首先，選 凹土礦，選擇凹土質(zhì)量百分比大于30%的凹土礦，雜質(zhì)主要為蒙脫土或白云石，且石英或蛋白石的含量《10%;其次，凹土用雙螺桿擠壓機(jī)壓片，自然曬干或180 — 20(TC烘干至水 分質(zhì)量百分比小于5%，粉碎至4.5um;然后，在混合機(jī)中 按凹土質(zhì)量比1: l一l. 5加入4. 5 u m、白度>85的輕質(zhì)或重 質(zhì)碳酸鈣得混合料；最后，按混合料質(zhì)量的1.5 — 2.5%加入 表面改性劑，60-80。C充分?jǐn)嚢杌旌?0-30min，即得復(fù)配改 性凹土。
全文摘要
本發(fā)明公開了紙品填充專用的復(fù)配改性凹土及其制備方法，該復(fù)配改性凹土由凹土、輕質(zhì)或重質(zhì)碳酸鈣、表面改性劑組成，凹土和碳酸鈣依質(zhì)量比1∶1-1.5混合，按混合料質(zhì)量的1.5-2.5％添加表面改性劑得復(fù)配改性凹土；首先，選擇凹土質(zhì)量百分比大于30％的凹土礦；其次，凹土用雙螺桿擠壓機(jī)壓片，曬干或烘干至水分質(zhì)量百分比小于5％，粉碎至4.5μm；然后，在混合機(jī)中按凹土質(zhì)量比1∶1-1.5加入4.5μm、白度＞85的碳酸鈣；最后，按混合料質(zhì)量的1.5-2.5％加入表面改性劑，60-80℃混合10-30min即得復(fù)配改性凹土。本發(fā)明的復(fù)配改性凹土用于紙品填料，顯著提高紙品的留著率和紙品的強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號(hào)D21H17/67GK101338535SQ200810021920
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者金葉玲, 錢運(yùn)華, 靜 陳 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院