[发明专利]天然超细颜料及其加工纸产品

说明书

本发明涉及一种由天然植物纤维加工而成的有机超细颜料。另外，本发明还涉及该有机超细颜料的生产方法及其加工纸。

长期以来，人们都是用无机颜料生产加工纸，只是近几年来才出现了一种有机高分子塑料颜料。除用有机高分子塑料颜料生产的印刷类涂布纸外，用无机颜料生产的印刷类涂布纸出版的杂志，拿在手里总是“沉甸甸”的。这是由于(除二氧化硅外的)无机颜料比重高的原故，它们的比重一般在2.5以上，如瓷土、轻质碳酸钙、滑石粉、硫酸钡等。因此，这些无机颜料不适合加工纸轻量化的发展。

用无机颜料生产的印刷类涂布纸产品，存在着：低定量涂布纸挺度差、涂布层表面无弹性、吸墨性差，印刷时油墨干燥困难，且干燥能耗大，不适合印刷行业的需求等缺陷。

这些颜料及其用这些颜料生产的加工纸产品，在它们的生产、使用与回收过程中，对环境均有一定的危害。因为这些颜料不易被微生物降解，会导致“白色污染”。

无机颜料在制造和应用过程中，对设备磨损大，特别是对印刷设备的磨损更为明显。这些颜料分子结构与原纸中的植物纤维分子结构相差甚远，是无机与有机的结合。它们不适合用于发展“绿色”加工纸产品。

以上所提到的无机颜料及有机高分子塑料颜料从主产所用的原始原料的角度来说，这些颜料是不可再生的。

本发明的问题是提供一种新颖的、具有特殊功能和用途的天然超细颜料。本发明的另一个问题是能提供一种适合开发“绿色”加工纸产品和具有特殊使用性能的加工纸产品的天然超细颜料。

本发明另外还提出了用天然超细颜料生产的加工纸产品。

本发明基于下述发现：可将结构疏松的植物纤维通过机械(或先机械后化学)的作用，将其制成天然超细颜料，即可解决该问题。

如果将植物纤维进行超细粉碎，那么这些纤维就成为无数细小的微粒，在这些细小微粒中出现了许多微孔。因为纤维的弹性存在及细小微粒的微孔结构使得这些微粒具有弹性及良好的吸墨性等特性。这些特性，除了良好的吸墨性二氧化硅具备外，其它无机颜料都不具备，正是如此，决定了天然超细颜料性质的特殊性。

本发明的天然超细颜料，因其使用的原始原料为植物，经过人类的合理开发，这植物可在地球上永久的生存下去。因此，原料可再生，即本发明的天然超细颜料可以再生。

本发明的天然超细颜料以膏状或悬浮于水中或以粉状的形式存在，并且在水中的PH值为中性至弱酸碱性。膏状的浓度可以为5-22％(重量)，悬浮于水中的浓度为5％(重量)以下。

天然超细颜料比重低，经测试其比重为1-1.5，具体视其纤维原料的种类而有所差异。因此该天然超细颜料适合于涂布纸的轻量化的发展要求。

用于天然超细颜料生产的涂布纸产品挺度好，涂布层表面弹性好，吸墨性好，印刷时油墨干燥快，干燥耗能小，适合于出版行业的需求。

本发明的颜料被称为“天然”，在于其制造过程中使用的原料是植物纤维，是纯天然的；加工过程中不使用对环境有污染的化学药品，排放的水对环境也不构成污染；该颜料容易被微生物降解，不会造成环境污染。

天然超细颜料用在加工纸中，可以实现颜料与原纸的“有机”结合，在制造与应用过程中，对设备不造成磨损，特别是对印刷设备有较好的保护作用，适合于发展“绿色”加工纸产品。

为生产本发明的天然超细颜料，可通过以下七大工序完成：

第一步  疏解工序

将植物纤维原料送入疏解机进行充分疏解，使其成为蓬松状态，便于粗粉碎。

第二步  粗粉碎工序

将疏解了的纤维送入粗粉碎机，使粉碎的纤维粒度达到100目以上。

第三步  超细粉碎工序

将粗粉碎后的纤维，送入搅拌球磨机，并粉碎到10-50微米，此时已是半成品颜料。

第四步  浓缩工序

将超细粉碎的半成品颜料送入1#离心脱水机，脱水后浓度控制在18-22％(重量)，便于漂白和下到工序处理。

第五步  漂白工序

浓缩后的半成品颜料进入浓度控制器，调节好浓度后进入以下环节(分两种情况)：

1.对于白度要求较高的天然超细颜料，即白度在90％ISO以上的，需进入漂白塔处理，漂白工艺为：

进料白度：80-85％ISO

温  度：93-97℃

时  间：90-120分钟

浓  度：8-10％(重量)

双氧水用量：5-8％(重量)

压  力：1.2Mpa

2.对白度要求不高的天然超细颜料，则直接进入下到工序处理。

第六步  筛选分级工序