作者简介
:
王 建先生
,
工程师
;
江西华盛新材料
科技有限公司总经理
;
主
要从事非金属粉体生产和
管理工作 。
收稿日期
: 2004
2
03
2
09 (
修改稿
)
g¶ 纤维状矿物 g¶
纤 维 状 矿 物 在 造 纸 中 的 应 用
王 建
1
周作良
2
雷建民
2
(1
1 江西华盛新材料科技有限公司
,
江西南昌
, 330001 ; 2
1 江西省纸张监督质量检验站
,
江西南昌
, 330029)
摘 要
:
纤维状矿物可部分替代植物纤维
,
对纤维状矿物性能及其在造纸生产中的应用作了介绍 。
关键词
:
纤维状矿物
;
硅灰石
;
造纸
中图分类号
: TS727
文献标识码
: B
文章编号
: 0254
2
508X(2004) 07
2
0037
2
03
生态环境是人们越来越
关心的问题 , 造纸原料除了
来自废纸的回收外 , 还需要
更多地砍伐大量森林 , 积极
寻找纸张纤维原料的替代品
或部分替代品具有积极的现
实意义 。本公司经过反复试
验 , 开发出一种新型造纸材
料 —
—
—纤维状矿物 , 可用来部分替代植物纤维原料 。
该纤维状矿物的显著特点是白度及留着率较高 , 在纸
浆中替代植物纤维量可达 10 %～30 % , 一定程度上
降低了原料成本 ; 纸张强度符合相应纸产品的强度要
求 , 且白度 、不透明度 、匀度 、印刷适性等指标有所
改善 。该纤维状矿物无毒 , 对环境无污染 , 使用方法
与普通填料相似 , 无需对现有造纸设备和工艺流程进
行改造 , 适合传统松香施胶和新型中性施胶 。
1 纤维状矿物的性能
新型纤维状矿物原料为江西省天然硅灰石 ,呈灰白
色 ,是一种链状偏硅酸盐。其晶型分 α型和β型 ,α型
为粉状 ,β型为针状或纤维状。SiO
2
含量一般为 40 %～
50 % ,CaO 含量为 45 %～50 % ,Al
2
O
3
含量为 2 %～5 % ,
MgO 为 2 %～5 %
[1 ]
。该纤维状矿物无毒 ,吸油性和吸水
性均很低 ,具有较好的热稳定性和化学稳定性 ,且白度
高 ,可作为造纸、
橡胶和塑料等材料的功能填料 ,超细和
高长径比的矿物粉是重点研究的课题之一。本公司开
发的 天 然 硅 灰 石 纤 维 状 矿 物 技 术 参 数 : SiO
2
含 量
46
187 % ,CaO 含量 48140 % ,白度 9012 % ,pH 值 910 ,吸油
值 30
12 % ,1250 目 ,长径比 15∶1。
2 纤维状矿物的抄片试验
纤维状矿物经过表面改性后 , 表现出与植物纤维
有很好的亲和性 , 通过显微观察 , 纸张中的 2 种材料
已形成了紧密的网状结构 。为了验证纤维状矿物对纸
张物理性能及其他性能的影响 , 本公司与山东省造纸
工业研究设计院 、江西省纸张质量监督检验站等有关
单位合作 , 进行了部分替代木浆和草浆的抄片试验和
生产应用 。
2
11 试验原料
漂白针叶木浆 : 加拿大产 , 42°
SR
漂白阔叶木浆 : 32°
SR
漂白麦草浆 : 取自山东某厂 , 29°
SR
阳离子淀粉 : 浙江磐安产品
AKD : 济南天马产品
CPAM : 英国联合胶体产品
纤维状矿物 : 本公司产品
2
12 打浆、抄片
打浆在 23L 小型荷兰式打浆机中进行 , 浆料浓度
2
10 % , 抄片时助剂加入量 : 阳离子淀粉 115 % , AKD
0
13 % , CPAM 0102 % , GCC 20 %(均以对绝干浆计) 。
加料顺序 : 阳离子淀粉 →AKD →GCC →纤维状矿物 →
CPAM。浆料和填料混合均匀后在纸页成形器上抄片 ,
定量为 55g/ m
2
。各项物理指标均按国家标准规定方
法测定 , 结果见表 1 、表 2 。
表
1
纤维状矿物代替部分阔叶木浆抄纸的试验结果
漂白针
叶木浆
/ %
漂白阔
叶木浆
/ %
纤维状
矿物
/ %
白 度
/ %ISO
不透明
度
/ %
吸水性
/ g
・
m
- 2
裂断长
/ m
灰分
/ %
20
80
0
85
1
9
80
1
7
12
1
3
3700
9
1
12
20
75
5
86
1
1
81
1
7
14
1
4
3530
11
1
83
20
70
10
86
1
3
82
1
2
14
1
6
3280
15
1
64
20
65
15
86
1
6
82
1
6
15
1
0
2760
19
1
44
注 摘自江西华盛新材料科技有限公司《矿物纤维抄纸应用试验报
告》
,2003
2
11
2
28
・
7
3
・
技术报告
《中国造纸》
2004
年第
23
卷第
7
期