CN1268600A - 一种高白度低定量的再生新闻纸及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种高白度低定量再生新闻纸及其制造方法,纸的微观结构为脱墨化学浆作长纤维、脱墨机械浆或机械化学浆作中长纤维和矿物超细纤维作短纤维,共同构成网状结构,所述长纤维、所述中长纤维和所述矿物超细纤维表面粘附有高白度、高不透明度的矿物超细粉体;只需在脱墨后的纸浆中加入本发明提供的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料,就能生产高白度低定量再生新闻纸。
Description
本发明涉及一种高白度低定量的再生新闻纸及其制造方法。特别是，涉及利用含油墨的废纸制造的高白度低定量的再生新闻纸，及其制造方法。
人类在21世纪面临的最大难题是资源日益匮乏和环境保护。传统生产新闻纸所需木浆来自木材，经过去皮、削片、蒸煮、洗涤、漂白、打浆等工序，一方面消耗大量木材，另一方面在制浆过程中会产生大量的黑液等污染物，两者均对生态、环境产生严重破坏。利用回收废纸生产再生新闻纸是解决资源问题的重要出路。但由于脱墨浆白度仅能达到原纸白度的85-90％，且强度和不透明度均受到限制，仅能生产白度≤45％(ISO)、定量≥51g/m2的低档再生新闻纸。中国专利文献CN 1167854号，公开了一种“用废纸生产再生新闻纸的方法”，采用蒸煮、脱墨、漂白、打浆、净化、抄纸等工艺，生产的再生新闻纸性能未见任何说明。中国《纸浆和纸》杂志1999年第1期报道，上海韩松潜力纸业公司引进国外先进设备，于1998年用95％废纸和5-7％的BCIMP(或BKP)为原料生产出定量为48.8g/m2的新闻纸，其白度达到了58％(ISO)，为我国制造新闻纸的先进水平。然而，引进该套专用设备投资巨大，是国内一般造纸企业难以承受的。
随着彩色套印在报纸中日益广泛使用，要求新闻纸具有较高的白度。我国原生新闻纸白度一般都在48-55％(ISO)之间，再生新闻纸的白度一般低于52％(ISO)。《中国造纸》杂志1999年第3期刊载的“废报纸脱墨浆的漂白”一文，报道采用两段式H2O3漂白，废报纸脱墨浆的白度可达60％(ISO)以上。但多段式漂白会造成生产成本过高而难以应用，还会造成纤维透明度增高而使纸张不透明度下降，难以满足低定量化要求。日本专利文献JP0457988号，公开了一种具有良好彩印性能的涂附新闻纸，在基纸上涂上一层颜料和粘结剂，基纸采用50％废纸制成的脱墨纸浆，在增压条件下，采用表面活性剂，通过搅拌进行脱墨。此外，还采用了30％本色针叶浆和20％化机浆抄造，以高岭土和无定形颜料作涂层的涂布新闻纸，白度达62％。该方法使用的原生木浆达50％，直接或间接地消耗了森林资源和产生蒸煮黑液；此外，还需用专门的涂布设备。
人们在新闻纸低定量化方面遇到的一个技术问题是，低定量化后会引起纸的强度、不透明度和挺度下降。为解决上述问题，通常的办法是寻求强度更大和不透明度更高的浆种配比，或添加少量碳酸钙和滑石填料，但由此引起强度下降而难以获得工业应用。至于超低定量(44-43g/m2)的新闻纸，至今未有技术上和经济上均成功的报道。
本发明的主要目的，旨克服上述现有技术的不足，提供一种改进微观结构的再生新闻纸，它能同时满足高白度和低定量的要求。本发明所称的“高白度”，系指纸的白度可大于或等于58％；所称的“低定量”，系指纸的定量可小于或等于49g/m2，所说的“微观结构”，系指在光学显微镜或电子显微镜下观察到的纤维形态、表面特征、纤维与纤维的连接关系、纤维之间的充填物等。
本发明的另一个目的，是提供一种制造上述改进纤维微观结构的再生新闻纸的方法，毋需蒸煮和化学漂白，就能生产高白度和低定量的再生新闻纸。
本发明的又一个目的，是提供一种制造上述改进微观结构的再生新闻纸的纸浆改性材料，它对纸浆具有物理漂白的功能。
本发明的再一个目的，是提供一种制造再生新闻纸的纸浆改性材料的方法。
按照本发明提供的高白度低定量的再生新闻纸，其微观结构为脱墨化学浆作长纤维、脱墨机械浆或机械化学浆作中长纤维和矿物超细纤维作短纤维共同构成的网状结构，所述长纤维、所述中长纤维和所述矿物超细纤维表面粘附有高白度、高不透明度的矿物超细粉体。
所述矿物超细纤维可选择硅灰石或天然偏硅酸钙纤维，其长径比大于或等于10，所述矿物超细粉体的粒度小于或等于2μm。所述矿物超细粉体可由选自硅灰石、天然偏硅酸钙、高岭土、滑石、微晶水云母中的至少一种物质制成。
该再生新闻纸中还可含有选自方解石、石膏、工业级Al2O3粉体、重晶石和钛白粉中的至少一种物质制成的填料。
按照本发明提供的制造高白度低定量的再生新闻纸的制造方法，依次包括将含长纤维的废纸和含中长纤维的废纸进行配比、废纸脱墨、去除杂质、浮选、洗涤、打浆和抄纸步骤；与现有再生新闻纸制造方法不同之处，是在所述打浆步骤之后抄纸步骤之前，在纸浆中加入了含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料，它的主要化学成分及重量百分比为：SiO2 40.15-52.23％，CaO 38.27-48.48％，Al2O3 1.69-2.48％，SO3 1.88-2.51％，Cl-0.07-0.345％。这种纸浆改性材料具有“物理漂白”的功能。
该纸浆改性材料的优选组分及重量百分比分别为：SiO2 40.15-52.23％，TiO2 0.45-2.00％，Al2O3 1.69-2.48％，Fe2O3 0.06-0.57％，FeO0.23-0.39％，MnO 0.09-1.0％，MgO 1.16-1.85％，CaO 38.27-48.48％，Na2O 0.44-0.88％，K2O 0.23-0.57％，P2O5 0.04-0.09％，ZnO 0.04-0.09％，BaSO4 0.36-2.86％，SO3 1.88-2.51％，Cl-0.07-0.34％，灼减2.07～4.06，主要结晶相为硅灰石。
本发明还提供了上述含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的制造方法，依次包括如下步骤：(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙粉碎至325目以下，使获得的矿物超细粉体≤325目；(2)将获得的超细矿物纤维和超细粉体分别按80-90％和10-20％的重量比进行混合并称重；(3)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；(4)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)的4倍；(5)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；(6)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；(7)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；(8)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；(9)将获得的浆料进行脱水，然后烘干；将烘干后的物料粉碎至1250目或更细，其中矿物超细纤维的长径比大于或等于10，其它矿物粉体小于或等于2μm。
与传统再生新闻纸及其制造方法比较，本发明具有如下优点：
(1)提供的再生新闻纸主要植物纤维为脱墨废纸，纸张生产过程符合环境保护要求，不砍伐森林、不使用禾草，不采用蒸煮和漂白工艺，生产过程中不排出黑液、次氯酸盐等污染物；
(2)提供的再生新闻纸具有低定量和高不透明度。目前国内仅少数厂家能小批量试生产46g/m2低定量的新闻纸，尚未有44-43g/m2的超低定量新闻纸面世。新闻纸低定量化后会引起纸的不透明度急剧下降，故不透明度是制造低定量新闻纸(＜46g/m2)的主要障碍。本发明提供的再生新闻纸，其定量可低至42.4-44.6g/m2，定量低于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(45g/m2)，而不透明度仍可达93.7-96.7％，高于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(90％)；
(3)提供的再生新闻纸高具有白度大于或等于58％，高于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(52％)；
(4)提供的再生新闻纸具有高强度，其裂断长达3200m以上，撕裂度达230mN，达到了新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(分别为3200m和230mN)，能适应高速印刷机的要求。
(5)可利用现成新闻纸生产设备，仅需对传统设备进行非常有限的技术改造，在脱墨浆中加入5-20％或更多的本发明提供的纸浆改性材料，就能生产高白度低定量的再生新闻纸。
以下结合几个实施例及相关的附图，详细说明本发明。其中：
图1为在电子显微镜下观察到的按照本发明提供的再生新闻纸试样的微观结构；
图2亦为在电子显微镜下观察到的按照本发明提供的再生新闻纸试样的微观结构；
图3为按照本发明提供的再生新闻纸的制造方法的工艺流程图；
图4为按照本发明提供的再生新闻纸纸浆的纸浆改性材料的一种优选实施例的X射线衍射图谱；
图5为按照本发明提供的再生新闻纸灰分的X射线衍射图谱。
研究表明，一般再生新闻纸主要由脱墨后的机械木浆纤维组成，其机械强度，如裂断长和撕裂度等，取决于构成纸的纤维的物理性质(单根纤维的抗拉强度)、化学性质尤其是表面化学性质(纤维之间的结合力)和几何堆砌特性(如纤维的长度、直径、纤维的长径比、纤维的表面形态、是否分叉与帚化、长短纤维的搭配方式等)。纸张的白度和不透明度取决于构成纸张纤维的白度和折射率。由于纸纤维的折射率一般在1.53左右，随着纤维漂白程度的提高，其折射率下降，故制作高白度低透明度和低定量纸的要求本身是矛盾的。添加高折射率颜料(如TiO2，折射率2.55)可以较好地提高白度和不透明度，然而TiO2十分昂贵，即使少量加入也会导致再生新闻纸成本过高，难以得到工业应用；而一般颜料，如高岭土、滑石和碳酸钙，其折射率仅为1.6左右，添加少量这类物质对提高新闻纸的白度和不透明度贡献不大，而大量添加又会导致再生新闻纸机械强度过低，难以满足使用要求。
本发明正是从改进再生新闻纸的微观结构入手，解决了制作高白度低透明度和低定量纸的要求本身存在的矛盾。参见附图1和2，图中分别示出本发明提供的再生新闻纸试样的电子显微镜扫描照片。传统新闻纸的微观结构，通常是由经过漂白的木浆纤维构成的网络结构，并弥散有颗粒填充物。本发明提供的高白度低定量再生新闻纸则不同，从图1可以清楚看出，它是由脱墨的化学浆作长纤维、脱墨废报纸浆作中等长度纤维和上述纸浆改性材料中的矿物超细纤维作短纤维共同构成了纸新闻纸的网络结构，故纸张具有较高的机械强度。从图2可以清楚看出，脱墨浆表面涂附和生成有高白度、高不透明度无机涂层，此外纸中还分布有高白度、高不透明度无机矿物超细纤维。故本发明的再生新闻纸同时具有高白度、低定量和足够高的机械强度，具有较高的灰分含量(≥5％)。
以下详细说明本发明的高白度低定量再生新闻纸的制造方法的一种实施例，参见图3所示的工艺流程图。
首先依将含长纤维的废纸和含中长纤维的废纸进行配比。在该实施例中，采用70-90％的废报纸(机械浆)和10-30％的废化学浆纸(如废杂志纸、废铜版纸、废书刊纸等)混合脱墨，使脱墨浆有较合理的长短纤维搭配；
然后进行废纸脱墨，例如用传统的脱墨设备，经高浓度碎浆，通过添加表面活性剂和碱等，促进油墨和其它杂质与纤维分离。通过筛选和离心分离等步骤，去除纸浆中夹杂的纸夹和书钉等杂物。在该实施例中采用浮选与洗涤结合的方式，使油墨脱去率达90％以上，脱墨浆白度达50％以上。由于这些工艺是有关领域的普通技术人员熟知的，在此不再赘述。
该实施例中采用了将所脱油墨集中作无害化处理的措施，70％的洗涤废水回收利用，减少了洗浆用水。
按照本发明的再生新闻纸的制造方法，该实施例的显著特点是在打浆步骤之后、抄纸步骤之前，在脱墨纸浆中加入了含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料。该纸浆改性材料具有如下特点：(1)它由多种天然矿物和人工材料配制而成(其制作方法将在下面详细叙述)，主要由选自钙、铝、镁、钛的硅酸盐和氧化物组成，不含放射性元素和有毒元素，制作和使用过程中不产生有害物质。该材料由矿物超细纤维和矿物超细粉体组成，其中＜10μm者约占80-90％，＜2μm者约占10-20％，平均白度≥80％，平均折射率≥1.65。它能与脱墨纸浆纤维密切结合，大量(5-20％或更多)加入脱墨纸浆后制成的新闻纸仍具有足够高的力学强度；(2)矿物超细纤维的长径比＞10，能替代部分短木浆纤维成为纸张的骨干材料(而不是纤维之间的“填料”)，故形成的纸张强度下降不大；＜2μm的超细粉体主要呈片状和薄板状，能附在脱墨浆纤维表面形成一层高白度、高不透明度的亚微米级厚的无机涂层，故对脱墨浆纤维有“物理漂白”(减少了传统的化学漂白对环境造成的压力)和“不透明化”作用。(3)该材料在纸张烘干过程中，能生成少量纤维状无机大分子矿物钙矾石(纸业上称为绢白)[3CaO.Al2O3.3Ca(SO4，Cl2，CO3).32H2O]，以增加纸的强度；(4)该材料在与纸浆混合及成纸过程中，能吸收水中的氯离子、氯酸根离子、重金属离子等有害杂质，能减轻废水对环境的影响。
上述实施例中在纸浆中加入的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的主要化学成分及重量百分比为：SiO2 40.15-52.23％，CaO 38.27-48.48％，Al2O3 1.69-2.48％，SO3 1.88-2.51％，Cl-0.07-0.345％。
在一种优选实施例中，纸浆改性材料含有的组分及重量百分比分别为：SiO2 40.15-52.23％，TiO2 0.45-2.00％，Al2O3 1.69-2.48％，Fe2O3 0.06-0.57％，FeO 0.23-0.39％，MnO 0.09-1.0％，MgO 1.16-1.85％，CaO 38.27-48.48％，Na2O 0.44-0.88％，K2O 0.23-0.57％，P2O50.04-0.09％，ZnO 0.04-0.09％，BaSO4 0.36-2.86％，SO3 1.88～2.51％，Cl-0.07～0.34％，灼减2.07～4.06％。
下面详细说明按照本发明的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料制作方法。
首先，说明采用的有关原料、可选择的重量百分比及其在纸浆改性材料中的作用：
(1)硅灰石或天然偏硅酸钙：65-85％，白度≥85％。用以制作超细纤维或超细片状粉体；
(2)高岭土：1-5％，白度≥85％。用以制作超细片状粉体；
(3)滑石：1-5％，白度≥85％。用以制作超细片状粉体；
(4)蒙脱石：1-5％，白度≥85％。起无机粘结作用；
(5)微晶水云母：1-5％，白度≥85％。作超细片状粉体；
(6)方解石：1-5％，白度≥85％。填料；
(7)硅藻土：1-5％，白度≥85％。吸附水中重金属离子，改善吸油墨性；
(8)丝光沸石：1-5％，白度≥85％。吸附水中重金属离子、酸根，改善吸油墨性；
(9)石膏：1-5％，白度≥85％。钙矾石结晶成核作用；
(10)活性Al2O3：1-3％，白度≥85％。改善不透明度；
(11)钛白粉：0.5-2％，白度≥95％。改善白度和不透明度；
(12)重晶石：0.5-3％，白度≥95％。改善白度和不透明度；
(13)钙矾石：1-3％，白度≥85％。钙矾石结晶成核作用；
(14)水玻璃：3-10％，模数2.2-2.5，41°Be。调整PH值，与水中钙离子反应生成亚微米级的水合硅酸钙涂层；
(15)改性淀粉：1-3％，作有机粘结剂；
(16)盐酸：工业级(33％浓度)，1-5％。活化矿物粉体表面；
(17)硫酸：工业级(98％浓度)，1-5％。活化矿物粉体表面。
(18)纯碱：工业级(98％浓度)，1-5％。调整PH值。
按照本发明的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的制造方法的一种实施例，包括如下步骤：
(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙粉碎至325目以下，使获得的矿物超细粉体≤325目；
(2)将获得的超细矿物纤维和超细粉体分别按80-90％和10-20％的重量比进行混合并称重；
(3)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；
(4)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)称量的4倍；
(5)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；
(6)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；
(7)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；
(8)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；
(9)将获得的浆料进行脱水，然后烘干；将烘干后的物料粉碎至1250目或更细，其中矿物超细纤维的长径比大于或等于10，其它矿物粉体小于或等于2μm。
按照本发明的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的制造方法的第二种实施例，包括如下步骤：
(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙按65-85％、选自高岭土、滑石、蒙脱石、微晶水云母、方解石、硅藻土、丝光沸石、石膏、活性Al2O3、钛白粉、重晶石、钙矾石中的至少一种矿物按15-35％的重量比进行混合并称重，粉碎至1250目，其中矿物超细纤维的长径比≥10；
(2)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；
(3)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)的4倍；
(4)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；
(5)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；
(6)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；
(7)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；
(8)将洗涤后的浆料泵送至配料池，与纸浆混合均匀后上网抄纸。
按照本发明的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的制造方法的一种优选实施例，包括如下步骤：
(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙按80-90％、高岭土按1-5％、滑石按1-5％、蒙脱石按1-5％、微晶水云母按1-5％、方解石按1-5％、硅藻土按1-5％、丝光沸石按1-5％、石膏按1-5％、活性Al2O3按1-3％、钛白粉按0.5-2％、重晶石按0.5-3％、钙矾石按1-3％的重量比进行混合并称重，粉碎至1250目，其中矿物超细纤维的长径比≥10；
(2)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；
(3)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)的4倍；
(4)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；
(5)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；
(6)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；
(7)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；
(8)将洗涤后的浆料泵送至配料池，与纸浆混合均匀后上网抄纸。
按照上述优选实施例获得的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料，以及用该纸浆改性材料制成的高白度低定量再生新闻纸灰分的化学成分，详细列在表1中：表1 高白度低定量再生新闻纸中纸浆改性材料和纸中灰分化学成分(％)
| 化学成分 | 变化区间％ | |
| 纸浆改性材料 | 纸中灰分 | |
| SiO2 | 40.15-52.23 | 40.28-53.14 |
| TiO2 | 0.45-2.00 | 0.34-2.18 |
| Al2O3 | 1.69-2.48 | 1.76-2.53 |
| Fe2O3 | 0.06-0.57 | 0.08-0.62 |
| FeO | 0.23-0.39 | 0.29-0.45 |
| MnO | 0.09-0.10 | 0.10-0.12 |
| MgO | 1.16-1.85 | 1.32-2.05 |
| CaO | 38.27-48.48 | 39.46-49.98 |
| Na2O | 0.44-0.88 | 0.40-0.90 |
| K2O | 0.23-0.57 | 0.32-0.67 |
| P2O5 | 0.04-0.09 | 0.05-0.10 |
| ZnO | 0.04-0.09 | 0.05-0.09 |
| BaSO4 | 0.36-2.86 | 0.38-2.98 |
| SO3 | 1.88-2.51 | 1.12-2.87 |
| Cl- | 0.07-0.34 | 0.10-0.45 |
| 灼减 | 2.07-4.06 | 1.20-2.06 |
参见图4，图中示出按照本发明提供的高白度低定量再生新闻纸中含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的X射线衍射图谱，证明其主要结晶相为硅灰石。
参见图5，图中示出按照本发明提供的高白度低定量再生新闻纸中灰分的X射线衍射图谱，同样证明其主要结晶相为硅灰石。
本发明的高白度低定量再生新闻纸小试纸片性能指标(对照新闻纸国标GB1910-89)列在表2中：表2 本发明的高白度低定量再生新闻纸小试纸片性能与对照表
| 指标名称 | 试样1 | 试样2 | 试样3 | 试样4 | 新闻纸A级 | 新闻纸B级 | 新闻纸Bs级 | 新闻纸Cs级 |
| 定量(g/m2) | 44.3 | 42.4 | 44.3 | 44.6 | 45±2 | 49±2 | 49±2 | 51±2 |
| 断裂长(m) | 3210 | 3210 | 3490 | 3590 | 3200 | 2900 | 2700/1900 | 2500/1700 |
| 撕裂度(mN) | 230 | 235 | 223 | 230 | 230 | 200 | 200 | - |
| 平滑度(s) | 40 | 35 | 42 | 38 | 40 | 40 | 25 | 20 |
| 白度(％) | 61.5 | 59.4 | 60.6 | 58.8 | 52 | 50 | 45 | 40 |
| 不透明度(％) | 96.7 | 95.6 | 96.7 | 93.7 | ＞90 | ＞90 | - | - |
| 尘埃度(个/m2)0.5-4mm | 78 | 80 | 86 | 92 | 72 | 100 | 140 | 200 |
| 水分(％) | 7.56 | 8.02 | 7.48 | 7.29 | 6-10 | 6-10 | 6-10 | 6-10 |
| 耐折度(次) | 15 | 14 | 23 | 22 | - | - | - | - |
| 施胶度(mm) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | - | - | - | - |
| 灰分(％) | 18.02 | 17.25 | 17.67 | 18.67 | - | - | - | - |
本发明的工业应用试验在一现有新闻纸厂进行，试验历时10天。试验利用了该厂脱墨设备制备新闻纸脱墨浆，经高浓度碎浆、除砂、浮选脱墨(浮选脱墨渣用作生产其他材料或入炉焚烧)、洗涤后得净浆，采用一台360盘磨循环打浆，打浆浓度为3.0-3.3％，打浆度为45-50°SR，在配浆池加入10-20％的纸浆改性材料。利用该厂的1575mm双缸纸机抄纸约10吨。经测试，生产中排放的废水符合环保要求。获得的六个试样的性能指标(对照新闻纸国标GB1910-89)，列入下面的表3中。表3 工业应用试验制造的本发明再生新闻纸性能指标(对照新闻纸国标GB1910-89)
| 指标名称 | 新闻纸国标A级 | 新闻纸国标B级 | 试样1 | 试样2 | 试样3 | 试样4 | 试样5 | 试样6 |
| 定量(g/m2) | 45±2 | 49±2 | 46.5 | 46.3 | 43.4 | 41.2 | 45.8 | 46.2 |
| 断裂长(m) | 3200 | 2900 | 3660 | 3450 | 3250 | 3210 | 3260 | 3320 |
| 撕裂度(mN) | 230 | 200 | 295 | 330 | 280 | 250 | 280 | 340 |
| 平滑度(s) | 40 | 40 | 58.5 | 60.1 | 67.2 | 39.9 | 43.6 | 39.2 |
| 白度(％) | 52 | 50 | 56.7 | 61.5 | 65.1 | 66.3 | 65.9 | 67.7 |
| 不透明度(％) | ＞90 | ＞90 | 92.9 | 92.3 | 90.9 | 90.2 | 92.4 | 91.3 |
| 尘埃度(个/m2)0.5-4mm | 72 | 100 | 76 | 80 | 86 | 92 | 74 | 85 |
| 水分(％) | 6-10 | 6-10 | 9.33 | 8.81 | 8.54 | 8.16 | 7.95 | 7.73 |
| 耐折度(次) | - | - | 8 | 4 | 10 | 16 | 8 | 3 |
| 施胶度(mm) | - | - | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| 灰分(％) | - | - | 8.67 | 11.54 | 9.80 | 14.87 | 15.35 | 21.75 |
从表2和3可以清楚看出：本发明小试制造的再生新闻纸的定量可低至42.4-44.6g/m2，低于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(45g/m2)，而不透明度仍可达93.7-96.7％，高于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(90％)；白度大于或等于58％，高于新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(52％)；裂断长达3200m以上，撕裂度达230mN，达到了新闻纸国标(GB1910-89)规定的A级标准(分别为3200m和230mN)。上述试验表明，本发明提供的高白度低定量再生新闻纸的各项性能指标，均达到或超过新闻纸国标(GB1910-89)A级。其中5号试样在高速印刷机上的适印性对比试验表明，与传统新闻纸相比(51g/m2)，试生产的新闻纸定量低、颜色白、吸油墨性能良好，印刷的字迹、图片清晰，未出现任何透印现象和掉毛掉灰现象，能适应高速印刷机的要求。
上述几种实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，例如，本发明提供的含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料，用于常规造纸抄纸前的打浆工序，同样可以产生相同的效果，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。
Claims (21)
1、一种高白度低定量的再生新闻纸，其特征在于：该再生新闻纸的微观结构为脱墨化学浆作长纤维、脱墨机械浆或机械化学浆作中长纤维和矿物超细纤维作短纤维，共同构成的网状结构，所述长纤维、所述中长纤维和所述矿物超细纤维表面粘附有高白度、高不透明度的矿物超细粉体。
2、根据权利要求1所述的再生新闻纸，其特征在于：所述矿物超细纤维为硅灰石或天然偏硅酸钙纤维。
3、根据权利要求1或2所述的再生新闻纸，其特征在于：所述矿物超细纤维的长径比大于或等于10，所述矿物超细粉体的粒度小于或等于2μm。
4、根据权利要求1或2所述的再生新闻纸，其特征在于：所述矿物超细粉体由选自硅灰石、天然偏硅酸钙、高岭土、滑石、微晶水云母中的至少一种物质制成。
5、根据权利要求4所述的再生新闻纸，其特征在于：还含有选自方解石、石膏、工业级Al2O3粉体、重晶石和钛白粉中的至少一种物质制成的填料。
6、根据权利要求5所述的再生新闻纸，其特征在于：纸的灰分大于或等于5％，小于或等于50％，其化学成分及重量百分比为SiO240.28-53.14％，TiO2 0.34-2.18％，Al2O3 1.76-2.53％，Fe2O3 0.08-0.62％，FeO 0.29-0.45％，MnO 0.10-0.12％，MgO 1.32-2.05％，CaO 9.46-49.98％，Na2O 0.40-0.90％，K2O 0.32-0.67％，P2O5 0.05～0.10％，ZnO 0.05-0.09％，BaSO4 0.38-2.98％，SO3 1.12-2.87％，Cl-0.10-0.45％，主要结晶相为硅灰石。
7、根据权利要求1或2所述的新闻纸，其特征在于：其白度介于52-68％之间，其定量介于43-51g/m2之间。
8、一种新闻纸，其特征在于：该新闻纸的微观结构为天然植物长纤维、天然植物中长纤维和矿物超细纤维作短纤维共同构成的网状结构，所述长纤维、所述中长纤维和所述矿物超细纤维表面粘附有高白度、高不透明度的矿物超细粉体。
9、根据权利要求8所述的新闻纸，其特征在于：所述矿物超细纤维为硅灰石或天然偏硅酸钙纤维。
10、根据权利要求8或9所述的新闻纸，其特征在于：所述矿物超细纤维的长径比大于或等于10，所述矿物超细粉体的粒度小于或等于2μm。
11、根据权利要求8或9所述的新闻纸，其特征在于：所述矿物超细粉体由选自硅灰石、天然偏硅酸钙、高岭土、滑石、微晶水云母中的至少一种物质制成。
12、根据权利要求11所述的再生新闻纸，其特征在于：还含有选自方解石、石膏、工业级Al2O3粉体、重晶石和钛白粉中的至少一种物质制成的填料。
13、根据权利要求8或9所述的新闻纸，其特征在于：其白度介于52-68％之间，其定量介于43-51g/m2之间。
14、权利要求1所述的再生新闻纸的制造方法，依次包括将含长纤维的废纸和含中长纤维的废纸进行配比、废纸脱墨、去除杂质、浮选、洗涤、打浆和抄纸步骤，其特征在于：在打浆步骤之后、抄纸步骤之前，在纸浆中加入含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料，所述纸浆改性材料的化学成分及重量百分比为：
SiO2 40.15-52.23％，CaO 38.27-48.48％，Al2O3 1.69-2.48％，SO31.88-2.51％，Cl-0.07-0.345％。
15、根据权利要求14所述的再生新闻纸的制造方法，其特征在于：所述纸浆改性材料的化学成分及重量百分比为：
SiO2 40.15-52.23％，TiO2 0.45-2.00％，Al2O3 1.69-2.48％，Fe2O30.06-0.57％，FeO 0.23-0.39％，MnO 0.09-1.0％，MgO 1.16-1.85％，CaO38.27-48.48％，Na2O 0.44-0.88％，K2O 0.23-0.57％，P2O5 0.04-0.09％，ZnO 0.04-0.09％，BaSO4 0.36-2.86％，SO3 1.88-2.51％，Cl-0.07-0.34％，灼减2.07-4.06。
16、根据权利要求14或15所述的再生新闻纸的制造方法，其特征在于：所述将含长纤维的废纸和含中长纤维的废纸进行配比的步骤采用的配比为70-90％的废机械浆纸和10-30％的废化学浆纸。
17、根据权利要求16所述的再生新闻纸的制造方法，其特征在于：所述浮选步骤包括回收浮选出的油墨，所述洗涤步骤包括将废水进行处理后在废纸脱墨工序中再次利用。
18、权利要求14所述含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的制造方法，其特征在于依次包括如下步骤：
(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙粉碎至325目以下，使获得的矿物超细粉体≤325目；
(2)将获得的超细矿物纤维和超细粉体分别按80-90％和10-20％的重量比进行混合并称重；
(3)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；
(4)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)的4倍；
(5)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；
(6)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；
(7)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；
(8)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；
(9)将获得的浆料进行脱水，然后烘干；将烘干后的物料粉碎至1250目或更细，其中矿物超细纤维的长径比大于或等于10，其它矿物粉体小于或等于2μm。
19、权利要求14所述含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的制造方法，其特征在于依次包括如下步骤：
(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙按65-85％、选自高岭土、滑石、蒙脱石、微晶水云母、方解石、硅藻土、丝光沸石、石膏、活性Al2O3、钛白粉、重晶石、钙矾石中的至少一种矿物按15-35％的重量比进行混合并称重，粉碎至1250目，其中矿物超细纤维的长径比≥10；
(2)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；
(3)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)的4倍；
(4)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；
(5)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；
(6)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；
(7)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；
(8)将洗涤后的浆料泵送至配料池，与纸浆混合均匀后上网抄纸。
20、权利要求14所述含矿物超细纤维和矿物超细粉体的纸浆改性材料的制造方法，其特征在于依次包括如下步骤：
(1)将硅灰石或天然偏硅酸钙按80-90％、高岭土按1-5％、滑石按1-5％、蒙脱石按1-5％、微晶水云母按1-5％、方解石按1-5％、硅藻土按1-5％、丝光沸石按1-5％、石膏按1-5％、活性Al2O3按1-3％、钛白粉按0.5-2％、重晶石按0.5-3％、钙矾石按1-3％的重量比进行混合并称重，粉碎至1250目，其中矿物超细纤维的长径比≥10；
(2)将33％浓度的盐酸和98％浓度的硫酸按重量比2∶1配成混合酸并稀释为原浓度的2％；
(3)将稀释后的混合酸注入可加热的耐酸容器，数量为步骤(1)的4倍；
(4)将步骤(1)称量的混合粉料缓慢倒入盛稀酸的容器中，搅拌形成浆液，通过加热使浆液保温在50℃左右，并保持搅拌60分钟左右，此时浆液的PH值为7.5-8.0之间；
(5)缓慢加入原料总重量3-10％的水玻璃，使浆液的PH值达到9-10之间，若PH值不够时可加入少量工业纯碱，使其与水中的钙离子反应，生成水合硅酸钙；
(6)将原料总重量1-3％的改性淀粉稀释至5％浓度后加入步骤(6)获得的浆液，搅拌20分钟后静置1小时；
(7)洗涤浆料至PH值在7.5-8之间；
(8)将洗涤后的浆料泵送至配料池，与纸浆混合均匀后上网抄纸。
21、一种纸浆改性材料，其特征在于：所述纸浆改性材料含有的组分及重量百分比分别为：SiO2 40.15-52.23％，TiO2 0.45-2.00％，Al2O31.69-2.48％，Fe2O3 0.06-0.57％，FeO 0.23-0.39％，MnO 0.09-1.0％，MgO1.16-1.85％，CaO 38.27-48.48％，Na2O 0.44-0.88％，K2O 0.23-0.57％，P2O5 0.04-0.09％，ZnO 0.04-0.09％，BaSO4 0.36-2.86％，SO3 1.88～2.51％，Cl-0.07～0.34％，灼减2.07～4.06，主要结晶相为硅灰石。
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