CN100509631C

CN100509631C - 无碳复写纸用轻质碳酸钙的制备方法

Info

Publication number: CN100509631C
Application number: CNB2007100429712A
Authority: CN
Inventors: 施晓旦; 王彦华
Original assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Current assignee: Shanghai Dongsheng New Material Co Ltd
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: CN101113007A

Abstract

本发明公开了一种无碳复写纸用轻质碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：(1)将分散剂加入氧化硅浆料，然后送入研磨机中进行研磨；所说的分散剂为磷酸单酯盐和磷酸双酯盐的混合物；(2)将步骤(1)的产物加入到氢氧化钙浆料中，通入二氧化碳气体碳化至pH为6.5～7.5，得到轻质碳酸钙浆料，然后从所说的轻质碳酸钙浆料中收集轻质碳酸钙。采用本发明的方法制备的轻质碳酸钙，用于无碳复写纸涂料，可以使无碳复写纸的显色速度快。

Description

无碳复写纸用轻质碳酸钙的制备方法

技术领域

本发明涉及轻质碳酸钙的制备方法，尤其涉及一种用于高显色速度无碳复写纸的轻质碳酸钙的制备方法。

背景技术

无碳复写纸是利用涂在纸上的无色染料与显色剂接触反应而显色的一种特种纸，主要由三层组成：上纸(CB)，该层纸的背面涂有溶解在非挥发溶剂中的无色染料的微胶囊；中纸(CF/CB)，该层纸的正面涂有显色剂的涂层，背面则涂布着微胶囊；下纸(CF)，该层纸只在正面涂有显色剂。其发色原理是，当有压力施于上纸时，涂在纸背面的微胶囊破裂与纸正面的显色剂接触发生反应而显色。本技术制备的无碳复写纸涂料用碳酸钙就应用于无碳复写纸的CF涂层中。

CF涂层中颜料的选用是非常重要的，锻烧高岭土和沉淀碳酸钙具有较大的比表面积，吸油高，孔隙容量大，使得涂层膨胀，细孔容积大，对囊油的吸收性和着色性有显著提高。以此两种颜料组成的涂层比用一般高岭土和重钙的CF有更快的显色速度。同时，显色密度也有显著提高，图文更鲜艳。但CF涂层中的颜料颗粒又不能太大，颗粒太大会影响涂层的平滑度，从而影响CB层与CF层的紧密接触，造成显色剂从CB层渗透到CF层的困难，所以要求颜料有大的孔容积，又有相对较小的颗粒尺寸。

《造纸科学与技术》2006年第4期公开了“表面活性剂对无碳复写纸CB涂料涂布性能的改善”，《造纸化学品与应用》2006年第2期公开了“提高显色剂低温显色性能的研究”。中国专利CN 1800491公开了“一种喷墨打印介质的新型涂布材料及其制备方法”。

中国专利CN 1203566公开了，一种通过在约8～64℃的温度下，碳酸化含有糖类或多糖类，或者糖类或多搪类和金属离子的氢氧化钙水基浆料，来制备分散的棱形碳酸钙的方法。生成产物的比表面为10～120m²/g，可用于涂料、塑料、涂层纸、纸填料和制药。

中国专利CN 1753836公开了，在碳化过程中碳化率达到2～10％时，加入磷酸或可溶性磷酸盐，得到白度高、摩擦系数小、比较接近正球形，平均粒径10μm以上的方解石型球状碳酸钙。

中国专利CN 1361063公开了，一种以甲基聚氧硅烷为主体及少量聚乙烯醇、吐温80、水乳化而成的一种乳化液为复合晶形控制剂，生产的碳酸钙晶体为立方体，形状单一、规整，粒径分布较窄，颗粒稳定，并且具有良好的分散特性。可广泛应用于高档涂料、油墨、纸张、塑料、PET薄膜，特别是具有高附加值的硅橡胶产品。

中国专利CN 1724378公开了，一种亚微米级超细碳酸钙分散颗粒的制备方法，晶型调节剂选自EDTA或其碱金属盐类、三乙醇胺、氨、铵盐、碱金属碳酸盐、可溶性的无机磷酸盐，碱金属硫酸盐或碱土金属硫酸盐、二糖或多糖中的一种或其混合物，制备出具有良好的分散性，适合用作纸张填充料和纸张涂层颜料具有光泽高和低粘度特性，而且适合于涂料、塑料等应用场合作为半补强剂和填料。

中国专利CN 1193602公开了，一种以氧化钙和二氧化碳气为原料制造碳酸钙的方法，其中通过在碳化前加入其钙盐是水溶性的无机酸或有机酸或它们的盐类，以及在碳化终了加人水溶性的镁盐，以提高碳酸钙的粘浓度、分散性及白度，使其可用作涂布颜料，以代替或部分代替目前用作造纸涂布颇料主体的愈来愈短缺的片状高岭土。

中国专利CN 1438279公开了，一种高白度纳米碳酸钙的制备方法，碳化过程中加入氢氧化钙重量的0.5～2％的三氯化铝和氢氧化钙重量的0.6～1.8％的柠檬酸钠为晶形控制剂。得到形貌为链状，产品白度高达98％以上的碳酸钙。

上述专利披露的技术，所获得的碳酸钙用于无碳复写纸涂料用时，普遍存在平滑度低或/和显色速度慢的缺陷，需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种无碳复写纸用轻质碳酸钙的制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)将分散剂加入氧化硅浆料，然后送入研磨机中进行研磨；

(2)将步骤(1)的产物加入到氢氧化钙浆料中，通入二氧化碳气体碳化至pH为6.5～7.5，得到轻质碳酸钙浆料，然后从所说的轻质碳酸钙浆料中收集轻质碳酸钙；

所说的氧化硅选自沉淀法氧化硅，可采用市售产品，如宜兴市创业化工有限公司的产品，所说的氧化硅浆料中，细度为小于2μm的颗粒含量为20～100％，氧化硅浆料的重量含固量为5～40％；

氢氧化钙浆料的重量浓度为5～30％；

所说的分散剂为磷酸单酯盐和磷酸双酯盐的混合物，所说的盐为铵盐、钠盐或钾盐；

磷酸单酯盐和磷酸双酯盐的疏水基团的碳原子数为12～18；

磷酸单酯盐与磷酸双酯盐的摩尔比为1：0.5～1.5；

所述的分散剂的加入量为氧化硅干重的0.1～3％；

所述的氧化硅浆料加入到氢氧化钙浆料中的加入量为：超细沉淀法氧化硅干重量相当于氢氧化钙干重量的5～50％。

所述的二氧化碳可以是纯二氧化碳或含二氧化碳10～35％(体积)的混合气体。

所述的研磨机可以是砂磨机或剥片机，可采用通用设备，如武汉汉恩机械制造有限公司牌号为HNW-0.3的砂磨机；

所述的高显色速度轻钙用于无碳复写纸涂料，可以使无碳复写纸的显色速度快。

具体实施方式

实施例1

超细沉淀法氧化硅浆料：

称取200kg沉淀法氧化硅，在1立方米的反应釜中加入300kg水，将200kg沉淀法氧化硅加入到搅拌的1立方米的反应釜中，再加入2kg磷酸十二醇混合酯钠盐分散剂，磷酸十二醇单酯与磷酸十二醇双酯的摩尔比为1：1，制得氧化硅浆料，搅拌，然后采用80升的湿式超细剥片机，对沉淀法氧化硅浆料进行超细磨。制得氧化硅浆料，其中颗粒粒径小于2μm的重量含量70％。

将8000kg固含量为15％的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中，向碳化塔中加入上述超细沉淀法氧化硅浆料300kg，向碳化塔中通入含二氧化碳27％(体积)的混合气体，碳化至pH为7.1时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料，将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤，得到无碳复写纸涂料用碳酸钙产品固含量为51％滤饼2940kg。

实施例2

超细沉淀法氧化硅浆料：

称取100kg沉淀法氧化硅，在3立方米的反应釜中加入1900kg水，将100kg沉淀法氧化硅加入到搅拌的3立方米的反应釜中，再加入3kg磷酸十二醇混合酯钠盐分散剂，磷酸十二醇单酯与磷酸十二醇双酯的摩尔比为1：0.5，制得沉淀法氧化硅浆料。搅拌，然后采用80升的湿式超细砂磨机，对沉淀法氧化硅浆料进行超细磨。制得超细沉淀法氧化硅浆料，其中其中颗粒粒径小于2μm重量含量为100％。

将8000kg固含量为9％的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中，向碳化塔中加入上述超细沉淀法氧化硅浆料720kg，向碳化塔中通入含二氧化碳28％(体积)的混合气体，碳化至pH为6.8时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料，将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤，得到无碳复写纸涂料用碳酸钙产品固含量为50％滤饼1380kg。

实施例3

超细沉淀法氧化硅浆料：

称取500kg沉淀法氧化硅，在3立方米的反应釜中加入2000kg水，将500kg沉淀法氧化硅加入到搅拌的3立方米的反应釜中，再加入0.5kg磷酸十六醇混合酯钠盐分散剂，磷酸十六醇单酯与磷酸十六醇双酯的摩尔比为1：1.2，制得沉淀法氧化硅浆料。搅拌，然后采用80升的湿式超细砂磨机，对沉淀法氧化硅浆料进行超细磨。制得超细沉淀法氧化硅浆料，其中其中颗粒粒径小于2μm的重量含量70％。

将6000kg固含量为10％的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中，向碳化塔中加入上述超细沉淀法氧化硅浆料2000kg，向碳化塔中通入含二氧化碳34％(体积)的混合气体，碳化至pH为6.9时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料，将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤，得到无碳复写纸涂料用碳酸钙产品固含量为49％滤饼2320kg。

实施例4

超细沉淀法氧化硅浆料：

称取150kg沉淀法氧化硅，在1立方米的反应釜中加入650kg水，将150kg沉淀法氧化硅加入到搅拌的1立方米的反应釜中，再加入4kg磷酸十八醇混合酯钠盐分散剂，磷酸十八醇单酯与磷酸十八醇双酯的摩尔比为1：1.5，制得沉淀法氧化硅浆料。搅拌，然后采用80升的湿式超细剥片机，对沉淀法氧化硅浆料进行超细磨。制得超细沉淀法氧化硅浆料，其中颗粒粒径小于2μm重量含量为20％。

将8000kg固含量为12％的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中，向碳化塔中加入上述超细沉淀法氧化硅浆料700kg，向碳化塔中通入含二氧化碳20％(体积)的混合气体，碳化至pH为7.0时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料，将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤，得到无碳复写纸涂料用碳酸钙产品固含量为52％滤饼2430kg。

实施例5

超细沉淀法氧化硅浆料：

称取200kg沉淀法氧化硅，在1立方米的反应釜中加入500kg水，将200kg沉淀法氧化硅加入到搅拌的1立方米的反应釜中，再加入2kg磷酸十六醇混合酯钠盐分散剂，磷酸十六醇单酯与磷酸十六醇双酯的摩尔比为1：0.8，制得沉淀法氧化硅浆料。搅拌，然后采用80升的湿式超细砂磨机，对沉淀法氧化硅浆料进行超细磨。制得超细沉淀法氧化硅浆料，其中颗粒粒径小于2μm的重量含量40％。

将8000kg固含量为13％的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中，向碳化塔中加入上述超细沉淀法氧化硅浆料400kg，向碳化塔中通入含二氧化碳23％(体积)的混合气体，碳化至pH为6.7时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料，将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤，得到无碳复写纸涂料用碳酸钙产品固含量为51％滤饼2650kg。

实施例6

超细沉淀法氧化硅浆料：

称取200kg沉淀法氧化硅，在1立方米的反应釜中加入300kg水，将200kg沉淀法氧化硅加入到搅拌的1立方米的反应釜中，再加入2kg磷酸十八醇混合酯钠盐分散剂，磷酸十八醇单酯与磷酸十八醇双酯的摩尔比为1：0.6，制得沉淀法氧化硅浆料。搅拌，然后采用80升的湿式超细剥片机，对沉淀法氧化硅浆料进行超细磨。制得超细沉淀法氧化硅浆料，其中颗粒粒径小于2μm重量含量50％。

将8000kg固含量为10％的氢氧化钙浆料加入到12立方米的碳化塔中，向碳化塔中加入上述超细沉淀法氧化硅浆料100kg，向碳化塔中通入含二氧化碳25％(体积)的混合气体，碳化至pH为7.3时得到无碳复写纸涂料用碳酸钙浆料，将碳酸钙浆料用板框压滤机过滤、洗涤，得到无碳复写纸涂料用碳酸钙产品固含量为47％滤饼2210kg。

实施例7

青岛奥华无碳复写CF层原纸

青岛奥华无碳复写CB成纸

涂布原料及胶粘剂：木薯淀粉、显色剂，青岛奥华纸业提供

实验采用青岛奥华无碳复写纸CF原纸，使用线性涂布棒进行面涂，涂布量4g/m²。

显色密度测定参照GB 16797-1997。

涂料配方如下：

表2 检测结果：

普通轻钙为上海东升新材料有限公司PCC-90轻质碳酸钙。

Claims

1.无碳复写纸用轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将分散剂加入氧化硅浆料，然后送入研磨机中进行研磨；

所说的分散剂为磷酸单酯盐和磷酸双酯盐的混合物；

磷酸单酯盐和磷酸双酯盐的疏水基团的碳原子数为12～18；

所述的分散剂的加入量为氧化硅干重的0.1～3％；所述的氧化硅浆料加入到氢氧化钙浆料中的加入量为：氧化硅干重量相当于氢氧化钙干重量的5～50％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的氧化硅选自沉淀法氧化硅。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的氧化硅浆料中，细度为小于2μm的颗粒含量为20～100％，所说的氧化硅浆料的重量固含量为5～40％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于氢氧化钙浆料的重量浓度为5～30％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的盐为铵盐、钠盐或钾盐。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，磷酸单酯盐与磷酸双酯盐的摩尔比为1：0.5～1.5。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的二氧化碳气体是纯二氧化碳气体或二氧化碳体积含量为10～35％的混合气体。