В производстве бумаги в качестве сырья используются древесина, тростник, жом, солома, пшеничная солома, стебли хлопка, стебли конопли и хлопок. Он производит целлюлозу, а затем преобразует ее в бумагу и картон. Производство бумаги включает в себя измельчение целлюлозы, проклейку, добавление наполнителей и другие виды обработки. Это сложный процесс формирования бумаги с различными свойствами. Зачем нам нужны наполнители в производстве бумаги? Каковы функции карбонат кальция, наиболее широко используемый наполнитель в производстве бумаги? У каждого производителя бумаги есть свои ответы. Например, добавление определенного количества карбонат кальция наполнители увеличивают количество внутренних светорассеивающих интерфейсов. Эти интерфейсы существуют между волокнами и воздухом, наполнителями и волокнами, наполнителями и воздухом. Среди них разница показателей преломления между наполнителями и воздухом является наибольшей. Это значительно увеличивает непрозрачность бумаги.
Конечно, добавление наполнителей также улучшает яркость бумаги, однородность и тактильные ощущения. Что еще более важно, наполнители позволяют экономить волокна от 5% до 30%. Это приводит к значительному снижению производственных затрат.
Первый пигмент и наполнитель в производстве бумаги – карбонат кальция
С момента продвижения технологии нейтральной проклейки карбонат кальция широко используется в производстве бумаги. Он служит как наполнителем, так и пигментом покрытия. Карбонат кальция широко распространен и недорог. Его мелкий размер частиц и высокая белизна значительно повышают непрозрачность бумаги. Он увеличивает впитываемость чернил и делает бумагу более мягкой и плотной. Он также улучшает глянец бумаги и оказывает минимальное влияние на физическую прочность.
В качестве наполнителя
Молотый карбонат кальция (GCC) в основном используется в качестве наполнителя в печатной бумаге, писчей бумаге, офисной бумаге и рекламной бумаге, за исключением сигаретной бумаги, фильтровальной бумаги и некоторых специальных информационных бумаг с низкой плотностью. На практике для мелованной бумаги требуется GCC с зернистостью 325 меш, белизной выше 92 и содержанием CaCO₃ более 98%. Для бумаги для белых досок и аналогичной продукции GCC должен иметь тонкость 1250 меш или выше, белизну выше 92 и содержание CaCO₃ более 98%.
Осажденный карбонат кальция (PCC) в принципе может использоваться в качестве наполнителя для всех типов бумаги. В настоящее время он в основном используется в качестве наполнителя для высококачественных бумаг. Примерами служат сигаретная бумага, офисная информационная бумага (например, бумага для факсов, бумага для записи приборов, бумага для струйной печати), газетная бумага с низкой плотностью и мелованная бумага с низкой плотностью.
Как пигмент для покрытия
Тяжелый карбонат кальция может использоваться в качестве пигмента для грунтовки и верхнего покрытия для улучшения качества и однородности печатной продукции. Многие характеристики мелованной бумаги также зависят от выбора пигмента. Карбонат кальция имеет высокую белизну и хорошую текучесть и подходит для приготовления покрытий с высоким содержанием твердых веществ. Он требует меньше клея и может улучшить впитывание чернил покрытием. Он может обеспечить хорошую белизну и цветовой тон и улучшить воздухопроницаемость. Это один из наиболее часто используемых пигментов для покрытий.
Применение легкого карбоната кальция в пигментах для покрытия бумаги в основном направлено на восполнение дефицита каолина и тяжелого карбоната кальция. Он обычно используется для легкой мелованной бумаги-основы, глянцевой мелованной бумаги и матовой мелованной бумаги.
Выбор карбоната кальция для производства бумаги
Тяжелый карбонат кальция и легкий карбонат кальция имеют свои преимущества в качестве наполнителей для производства бумаги. Выбор карбоната кальция должен определяться в соответствии с фактическими требованиями процесса производства бумаги.
Количество добавляемого наполнителя в основном определяется такими факторами, как тип бумаги, тип пульпы, свойства самого наполнителя и условия изготовления бумаги на бумагоделательной машине. Для экономии растительных волокон и снижения производственных затрат количество добавляемого наполнителя должно быть соответствующим образом увеличено с учетом требований к изготовлению и использованию бумаги.
Модификация карбоната кальция для производства бумаги
Хотя карбонат кальция является одним из ключевых наполнителей в бумажной промышленности, немодифицированный карбонат кальция показывает плохую совместимость и связь с волокнами целлюлозы. Он имеет низкие показатели удерживания и может вызывать дефекты на границе раздела, снижая механическую прочность бумаги. Поэтому карбонат кальция требует модификационных обработок. Основные методы модификации включают химическую модификацию покрытия и модификацию поверхности.
Химическая модификация покрытия
В системе Ca(OH)₂–H₂O–CO₂ выполняется поверхностная модификация молотого карбоната кальция (GCC). После нанопокрытия поверхности скола кристаллов частиц становятся шероховатыми, а края пассивируются. Это улучшает дисперсионные характеристики. В то же время между нанопокрытым GCC и волокнами существует электростатическое притяжение, образуя сетчатую структуру внутри бумаги. Это создает сильные межволоконные взаимодействия, что в свою очередь улучшает индекс растяжения, удержание наполнителя, индекс разрыва, индекс раздира и прочность на сгибание наполненной бумаги.
Модификация поверхности
Нанокарбонат кальция может быть поверхностно модифицирован с использованием (KH570). После гидролиза силановый связующий агент KH570 производит силанольные группы (Si–OH), которые конденсируются с гидроксильными группами на поверхности нанокарбоната кальция, образуя стабильные связи Ca–O–Si. Это обеспечивает эффективную химическую прививку. Модифицированный нанокарбонат кальция демонстрирует увеличенное межслоевое расстояние в своих поверхностных кристаллах, уменьшенную полярность, более низкую поверхностную энергию, повышенную липофильность и улучшенную диспергируемость. После покрытия оптические свойства улучшаются, прочность поверхности бумаги увеличивается, а гидрофобность улучшается.
Сложный карбонат кальция
С постоянными достижениями в технологиях производства бумаги и обработки порошка использование дополнительных физических и химических свойств различных минералов для повышения добавленной стоимости и функциональности продукта стало очевидной тенденцией. В производстве бумаги были разработаны зрелые технологии для смешивания карбоната кальция
с такими минералами, как каолин, диоксид титана, пирофиллит, доломит, иллит, тремолит, тальк и волластонит для производства композитных продуктов. Хотя типы и пропорции, используемые в конкретных формулах, немного различаются, основные принципы во многом схожи.
Заключение
Бумажная промышленность имеет большой спрос на наполнители из карбоната кальция и высокий уровень признания на рынке, что делает его относительно зрелой областью применения. В будущем карбонат кальция для бумажного производства может сосредоточиться на разработке высокочистых и функциональных продуктов (таких как модифицированные типы, специальные морфологии и хорошо контролируемые формы частиц) для поиска прорывов на рынке среднего и высокого класса.
Эпический порошок
Эпический порошок, Более 20 лет опыта работы в отрасли сверхтонких порошков. Активно продвигаем будущее развитие сверхтонких порошков, уделяя особое внимание процессам дробления, измельчения, классификации и модификации сверхтонких порошков. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации и индивидуальных решений! Наша команда экспертов стремится предоставлять высококачественные продукты и услуги для максимизации ценности вашей обработки порошков. Epic Powder — ваш надежный эксперт по обработке порошков!