捲菸紙用碳酸鈣及其製備方法和應用的製作方法

2023-04-27 10:43:51 1

專利名稱：捲菸紙用碳酸鈣及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種碳酸鈣，及其製備方法及其應用，尤其涉及一種巻煙 紙用碳酸鈣的製備方法及其應用。
背景技術：
碳酸鈣是一種重要的無機填料，由於價格低、原料廣、無毒性，廣泛 地用於橡膠、塑料、紙張、塗料、牙膏等的填料。碳酸鈣也是生產巻煙紙
的重要原料之一，除纖維原料外，碳酸鈣在巻煙紙中佔的比例為25% 35 Q%，所以巻煙紙的質量除纖維原料外，與碳酸鈣的質量與性質有很直接的 關係。為使菸絲充分燃燒，降低香菸中有害物的含量，採用高透氣度巻煙 紙是較有效的方法。巻煙生產技術的進步，也要求巻煙紙有較高的強度以 適應高速巻煙機，同時對巻煙用填料碳酸鈣的質量提出了新的要求
巻煙紙中加入輕質碳酸鈣後，可以提高紙張的不透明度、白度、改進 手感和柔軟性，改進透氣性，調節巻煙燃燒速度。普通的國產輕鈣由於顆 粒形狀粒徑等不合理，在巻煙紙上成片狀分布，碳酸鈣片遮住了紙張中纖 維間的空間，沒有遮住的纖維透氣度大，容易造成透氣度不均勻與不穩定， 並且紙質手感較薄、折光率差。進口碳酸鈣在紙面上分布有立體感，碳酸 鈣晶體粒子間有通道，不能阻止空氣通過，保證巻煙紙透氣度的均勻性與
穩定性，紙質手感厚實、柔軟，折光率及透氣性都較高，使用性能好，但 價格較高。
《浙江造紙》1997年第2期公開了 "碳酸鈣結晶形狀和粒徑對巻煙紙物 理特性和紙層結構的影響"，《造紙化學品》2000年第2期公開了 "添加劑
在高檔巻煙紙用碳酸鈣製備中的作用"。中國專利CN 1429946公開了 "一
種功能型巻煙紙"，中國專利CN 1415038公開了 "巻煙用紙和巻煙"，中
國專利CN 1050491公開了 "巻煙及其可吸填料"，中國專利CN 1672599公
開了 "一種雙層巻煙紙巻煙"。
中國專利CN 1417126公開了 "一種非冷凍法納米碳酸鈣的生產方法"，
它包括如下步驟和工藝條件首先將石灰石煅燒、消化，然後進行碳酸化,
脫水、乾燥即可，其中，在碳酸化開始時，以質量百分比濃度為10%的氫
氧化鈣溶液的質量為1000份計，添加O. 3 0. 8份的十二烷基苯磺酸鈉、
0. 5 1. 8份的六偏磷酸鈉、0. 1 0. 2份的拉開粉和0. 5 1. 2份的硫酸鋅，
碳酸化進行l小時後，再添加0.3 0.6份的氯化鋅。取消了冷凍機，簡化了
工藝流程，單位投資造價低，大大降低了生產成本。
中國專利CN 1753836公開了，在碳化過程中碳化率達到2 10%時，加
入磷酸或可溶性磷酸鹽，得到白度高、摩擦係數小、比較接近正球形，平 均粒徑10Mm以上的方解石型球狀碳酸鈣。
中國專利CN 1361063公開了， 一種以甲基聚氧矽烷為主體及少量聚乙 烯醇、吐溫80、水乳化而成的一種乳化液為複合晶形控制劑，生產的碳酸 鈣晶體為立方體，形狀單一、規整，粒徑分布較窄，顆粒穩定，並且具有 良好的分散特性。可廣泛應用於高檔塗料、油墨、紙張、塑料、PET薄膜， 特別是具有高附加值的矽橡膠產品。
中國專利CN 1724378公開了， 一種亞微米級超細碳酸鈣分散顆粒的制 備方法，晶型調節劑選自EDTA或其鹼金屬鹽類、三乙醇胺、氨、銨鹽、鹼 金屬碳酸鹽、可溶性的無機磷酸鹽，鹼金屬硫酸鹽或鹼土金屬硫酸鹽、二 糖或多糖中的一種或其混合物，製備出具有良好的分散性，適合用作紙張填 充料和紙張塗層顏料具有光澤高和低粘度特性，而且適合於塗料、塑料等
應用場合作為半補強劑和填料。
作為用於巻煙的碳酸鈣，需要滿足以下幾個方面的要求
(1) 提高折光率，使菸絲不露底色，這是巻煙的重要指標。
(2) 調節燃燒速度，使煙紙與菸絲燃燒速度相適應，保持巻煙燃燒而不熄 火。
(3) 使燃燒後的巻煙紙的灰分能牢固的粘結在菸絲上，包灰好。
(4) 增加巻煙紙白度。
(5) 使巻煙紙有較高的透氣性，降低焦油含量，提高巻煙紙的透氣度。
上述專利和文獻報導的技術，還不能滿足上述要求，因此研製既能使
巻煙紙透氣度提高、又能使紙張保持或儘量不降低強度、具有一定特性的
專用碳酸鈣，是有關產業部門所十分期望的。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種巻煙紙用 碳酸鈣及其製備方法和應用。
本發明的製備方法包括如下步驟
(1) 將可溶性鋅鹽加入氫氧化鈣水漿料中；
(2) 然後通二氧化碳氣體進行碳化，碳化至漿料pH為6.5 7.5，得到 碳酸鈣漿料，然後從所說的碳酸鈣漿料中收集巻煙紙用碳酸鈣；
所說的可溶性鋅鹽選自硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅或醋酸鋅； 所說的可溶性鋅鹽可以配成濃度為0.1~2.0摩爾/升的水溶液； 所說的可溶性鋅鹽的加入量為可溶性鋅鹽乾重量相當於氫氧化鈣幹 重量的0.1~25%;
可溶性鋅鹽加入氫氧化鈣水漿料後，最好攪拌10分鐘~1小時，使得兩 者混合均勻；
所說的二氧化碳是純二氧化碳，或含二氧化碳體積濃度10~35%的混合 氣體；
碳化時溫度為10~60°C。
通過上述方法製備的碳酸鈣用於巻煙紙，可以提高巻煙紙的白度、不 透明度、透氣度、降低透氣度變異係數。
具體實施例方式
實施例1
稱取45kg六水硝酸鋅，在1立方米的反應釜中加入200kg水，將45kg 六水硝酸鋅加入到l立方米的反應釜中，攪拌，製成硝酸鋅溶液。
將8000kg重量固含量為25%的氫氧化鈣漿料加入到12立方米的帶撹 拌和冷卻水夾套的碳化塔中，向碳化塔中加入上述硝酸鋅溶液180kg，攪拌 IO分鐘，向碳化塔中通入含二氧化碳10% (體積)的混合氣體，用冷卻水 控制氫氧化鈣槳料溫度控制在10°C 。碳化至pH為7.5時得到巻煙紙用碳酸 鈣漿料，將碳酸鈣漿料用板框壓濾機過濾、洗滌，得到巻煙紙用碳酸鈣產 品固含量為50%濾餅5280kg。
實施例2
稱取21kg氯化鋅，在1立方米的反應釜中加入200kg水，將21kg氯 化鋅加入到l立方米的反應釜中，攪拌，製成氯化鋅溶液。
將8000kg固含量為5%的氫氧化鈣槳料加入到12立方米的帶攪拌和冷 卻水夾套的碳化塔中，向碳化塔中加入上述氯化鋅溶液183kg，攪拌50分 鍾，向碳化塔中通入含二氧化碳35%的混合氣體，用冷卻水控制氫氧化鈣 漿料溫度控制在4(TC。碳化至pH為7.2時得到巻煙紙用碳酸鈣漿料，將碳 酸鈣漿料用板框壓濾機過濾、洗滌，得到巻煙紙用碳酸鈣產品重量固含量 為49%濾餅990kg。
實施例3
稱取10kg氯化鋅，在1立方米的反應釜中加入300kg水，將10kg氯 化鋅加入到l立方米的反應釜中，攪拌，製成氯化鋅溶液。
將8000kg固含量為15%的氫氧化鈣漿料加入到12立方米的帶攪拌和 冷卻水夾套的碳化塔中，向碳化塔中加入上述氯化鋅溶液220kg，攪拌l小 時，向碳化塔中通入含二氧化碳18%的混合氣體，用冷卻水控制氫氧化鈣 漿料溫度控制在2(TC。碳化至pH為7.0時得到巻煙紙用碳酸鈣漿料，將碳 酸鈣漿料用板框壓濾機過濾、洗漆，得到巻煙紙用碳酸鈣產品固含量為51% 濾餅3080kg。
實施例4
稱取43kg七水硫酸鋅，在1立方米的反應釜中加入280kg水，將43kg 七水硫酸鋅加入到l立方米的反應釜中，攪拌，製成硫酸鋅溶液。
將8000kg固含量為10%的氫氧化鈣漿料加入到12立方米的帶攪拌和 冷卻水夾套的碳化塔中，向碳化塔中加入上述硫酸鋅溶液68kg，攪拌30分 鍾，向碳化塔中通入含二氧化碳25%的混合氣體，用冷卻水控制氫氧化鈣 漿料溫度控制在25'C。碳化至pH為6.5時得到巻煙紙用碳酸鈣漿料，將碳 酸鈣漿料用板框壓濾機過濾、洗滌，得到巻煙紙用碳酸鈣產品固含量為52% 濾餅2010kg。
實施例5
稱取25kg七水硫酸鋅，在1立方米的反應釜中加入250kg水，將25kg 七水硫酸鋅加入到l立方米的反應釜中，攪拌，製成硫酸鋅溶液。
將8000kg固含量為8%的氫氧化鈣槳料加入到12立方米的帶攪拌和冷 卻水夾套的碳化塔中，向碳化塔中加入上述硫酸鋅溶液48kg，攪拌35分鐘， 向碳化塔中通入純二氧化碳氣體，用冷卻水控制氫氧化鈣漿料溫度控制在 3(TC。碳化至pH為6.8時得到巻煙紙用碳酸鈣漿料，將碳酸鈣漿料用板框 壓濾機過濾、洗滌，得到巻煙紙用碳酸鈣產品固含量為53W濾餅1470kg。200710042964.2
說明書第6/6頁
實施例6
稱取5kg醋酸鋅，在0.5立方米的反應釜中加入100kg水，將5kg醋酸 鋅加入到0.5立方米的反應釜中，攪拌，製成醋酸鋅溶液。
將8000kg固含量為8%的氫氧化鈣漿料加入到12立方米的帶攪拌和冷 卻水夾套的碳化塔中，向碳化塔中加入上述醋酸鋅溶液100kg，攪拌18分 鍾，向碳化塔中通入含二氧化碳27% (體積)的混合氣體，用冷卻水控制 氫氧化鈣漿料溫度控制在35°C 。碳化至pH為7.1時得到巻煙紙用碳酸鈣漿 料，將碳酸鈣槳料用板框壓濾機過濾、洗滌，得到巻煙紙用碳酸鈣產品固 含量為48%濾餅1670kg。
實施例7
槳料 針葉漿(30%) 85。SR+闊葉漿(70%) 35GSR
工藝漿巻煙輕鈣=80: 20 陽離子聚丙烯醯胺300ppm(幹/幹漿)
紙樣的定量按照GB/T 451.2-2002測定，白度按照GB/T 7974-2002測定，
不透明度按照GB/T 1543-2005測定，抗張強度按照GB/T 453-2002測定，灰分按 照GB/T 742-2003測定，透氣度按GB/T12655-1998測定。
\^測項目定量 g/m2白度 %不透 明度 %灰分 %抗張 強度 KN/m裂斷 長 Km抗張指 數 Nm/g伸長率 %透氣度 CU
實施例141.984.5684.5011. 582.4025.26151.562.1537.5
實施例243.385.9284.6510.952.0924.78746.922.2937.3
實施例345.686.1183.4111.581.9414.79747.012.2937.7
實施例444.685.5984.8610.952.0664.97248.722.2938.2
實施例541.486.2184.269.251.9354.57944.872.2038.0
實施例642.484.4484.2510. 632.0354.44346.642.2737.8
普通巻煙輕鈣44.784.4282.6711.211.9874.46544.892.1925.7
其中普通巻煙輕鈣按照《添加劑在高檔巻煙紙用碳酸鈣製備中的作用》
(《造紙化學品》2000年第2期)的方法製備。
8
權利要求
1.一種捲菸紙用碳酸鈣的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)將可溶性鋅鹽加入氫氧化鈣水漿料中；(2)然後通二氧化碳氣體進行碳化，碳化至漿料pH為6.5～7.5，得到碳酸鈣漿料，然後從所說的碳酸鈣漿料中收集捲菸紙用碳酸鈣。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的可溶性鋅鹽選自 硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅或醋酸鋅。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所說的可溶性鋅鹽可以 配成濃度為0.1-2.0摩爾/升的水溶液。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的可溶性鋅鹽的加 入量為可溶性鋅鹽乾重量相當於氫氧化鈣乾重量的0.1~25%。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，可溶性鋅鹽加入氫氧化 鈣水漿料後，攪拌10分鐘 1小時。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所說的二氧化碳是純二 氧化碳，或含二氧化碳體積濃度10~35%的混合氣體。
7. 根據權利要求1 6任一項所述的方法，其特徵在於，碳化時溫度 為10~60°C。
8. 權利要求1 7任一項所述方法製備的碳酸鈣。
9. 權利要求8所述的碳酸鈣在製備的巻煙紙中的應用。
全文摘要
本發明提供了一種捲菸紙用碳酸鈣及其製備方法和應用，製備方法，包括如下步驟(1)將可溶性鋅鹽加入氫氧化鈣水漿料中；(2)往(1)步驟所說的水漿料中通二氧化碳氣體進行碳化，碳化至漿料pH為6.5～7.5，得到碳酸鈣漿料，然後從所說的碳酸鈣漿料中收集捲菸紙用碳酸鈣。通過上述方法製備的碳酸鈣用於捲菸紙，可以提高捲菸紙的白度、不透明度、透氣度、降低透氣度變異係數。
文檔編號D21H17/66GK101113006SQ2007100429
公開日2008年1月30日 申請日期2007年6月28日 優先權日2007年6月28日
發明者施曉旦, 王彥華 申請人:上海東升新材料有限公司