專利名稱：天然超細顏料及其加工紙產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由天然植物纖維加工而成的有機超細顏料。另外，本發(fā)明還涉及該有機超細顏料的生產(chǎn)方法及其加工紙。
長期以來，人們都是用無機顏料生產(chǎn)加工紙，只是近幾年來才出現(xiàn)了一種有機高分子塑料顏料。除用有機高分子塑料顏料生產(chǎn)的印刷類涂布紙外，用無機顏料生產(chǎn)的印刷類涂布紙出版的雜志，拿在手里總是“沉甸甸”的。這是由于(除二氧化硅外的)無機顏料比重高的原故，它們的比重一般在2.5以上，如瓷土、輕質(zhì)碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇等。因此，這些無機顏料不適合加工紙輕量化的發(fā)展。
用無機顏料生產(chǎn)的印刷類涂布紙產(chǎn)品，存在著低定量涂布紙挺度差、涂布層表面無彈性、吸墨性差，印刷時油墨干燥困難，且干燥能耗大，不適合印刷行業(yè)的需求等缺陷。
這些顏料及其用這些顏料生產(chǎn)的加工紙產(chǎn)品，在它們的生產(chǎn)、使用與回收過程中，對環(huán)境均有一定的危害。因為這些顏料不易被微生物降解，會導(dǎo)致“白色污染”。
無機顏料在制造和應(yīng)用過程中，對設(shè)備磨損大，特別是對印刷設(shè)備的磨損更為明顯。這些顏料分子結(jié)構(gòu)與原紙中的植物纖維分子結(jié)構(gòu)相差甚遠，是無機與有機的結(jié)合。它們不適合用于發(fā)展“綠色”加工紙產(chǎn)品。
以上所提到的無機顏料及有機高分子塑料顏料從主產(chǎn)所用的原始原料的角度來說，這些顏料是不可再生的。
本發(fā)明的問題是提供一種新穎的、具有特殊功能和用途的天然超細顏料。本發(fā)明的另一個問題是能提供一種適合開發(fā)“綠色”加工紙產(chǎn)品和具有特殊使用性能的加工紙產(chǎn)品的天然超細顏料。
本發(fā)明另外還提出了用天然超細顏料生產(chǎn)的加工紙產(chǎn)品。
本發(fā)明基于下述發(fā)現(xiàn)可將結(jié)構(gòu)疏松的植物纖維通過機械(或先機械后化學(xué))的作用，將其制成天然超細顏料，即可解決該問題。
如果將植物纖維進行超細粉碎，那么這些纖維就成為無數(shù)細小的微粒，在這些細小微粒中出現(xiàn)了許多微孔。因為纖維的彈性存在及細小微粒的微孔結(jié)構(gòu)使得這些微粒具有彈性及良好的吸墨性等特性。這些特性，除了良好的吸墨性二氧化硅具備外，其它無機顏料都不具備，正是如此，決定了天然超細顏料性質(zhì)的特殊性。
本發(fā)明的天然超細顏料，因其使用的原始原料為植物，經(jīng)過人類的合理開發(fā)，這植物可在地球上永久的生存下去。因此，原料可再生，即本發(fā)明的天然超細顏料可以再生。
本發(fā)明的天然超細顏料以膏狀或懸浮于水中或以粉狀的形式存在，并且在水中的PH值為中性至弱酸堿性。膏狀的濃度可以為5-22％(重量)，懸浮于水中的濃度為5％(重量)以下。
天然超細顏料比重低，經(jīng)測試其比重為1-1.5，具體視其纖維原料的種類而有所差異。因此該天然超細顏料適合于涂布紙的輕量化的發(fā)展要求。
用于天然超細顏料生產(chǎn)的涂布紙產(chǎn)品挺度好，涂布層表面彈性好，吸墨性好，印刷時油墨干燥快，干燥耗能小，適合于出版行業(yè)的需求。
本發(fā)明的顏料被稱為“天然”，在于其制造過程中使用的原料是植物纖維，是純天然的；加工過程中不使用對環(huán)境有污染的化學(xué)藥品，排放的水對環(huán)境也不構(gòu)成污染；該顏料容易被微生物降解，不會造成環(huán)境污染。
天然超細顏料用在加工紙中，可以實現(xiàn)顏料與原紙的“有機”結(jié)合，在制造與應(yīng)用過程中，對設(shè)備不造成磨損，特別是對印刷設(shè)備有較好的保護作用，適合于發(fā)展“綠色”加工紙產(chǎn)品。
為生產(chǎn)本發(fā)明的天然超細顏料，可通過以下七大工序完成第一步 疏解工序?qū)⒅参锢w維原料送入疏解機進行充分疏解，使其成為蓬松狀態(tài)，便于粗粉碎。
第二步 粗粉碎工序?qū)⑹杞饬说睦w維送入粗粉碎機，使粉碎的纖維粒度達到100目以上。
第三步 超細粉碎工序?qū)⒋址鬯楹蟮睦w維，送入攪拌球磨機，并粉碎到10-50微米，此時已是半成品顏料。
第四步 濃縮工序?qū)⒊毞鬯榈陌氤善奉伭纤腿?#離心脫水機，脫水后濃度控制在18-22％(重量)，便于漂白和下到工序處理。
第五步 漂白工序濃縮后的半成品顏料進入濃度控制器，調(diào)節(jié)好濃度后進入以下環(huán)節(jié)(分兩種情況)1.對于白度要求較高的天然超細顏料，即白度在90％ISO以上的，需進入漂白塔處理，漂白工藝為進料白度80-85％ISO溫 度93-97℃時 間90-120分鐘濃 度8-10％(重量)雙氧水用量5-8％(重量)壓 力1.2Mpa2.對白度要求不高的天然超細顏料，則直接進入下到工序處理。
第六步 篩選分級工序?qū)⑵椎陌氤善奉伭纤腿?#篩選分級機，未漂白的半成品顏料送入2#篩選分級機，篩渣通過中間槽后回到攪拌球磨機再磨。篩選分級后的半成品顏料進入濃縮工序漂白后的顏料進入2#離心脫水機，未漂白的顏料則進入3#離心脫水機。半成品顏料脫水后的濃度達到18-20％(重量)后，即為成品顏料，進入貯存桶備用。
第七步 廢水處理工序1#離心脫水機的廢水全部進入廢水處理池，2#、3#離心脫水機脫出的水進入中間池。中間池的水一部分進入濃度控制器，一部分進入中間槽。二次水的利用，即減少了廢水的處理負荷，又充分利用了二次水中殘余的雙氧水的漂白、殺菌作用。中間池還未用完的水則進入廢水處理池，將以上廢水進行綜合處理并達標排放。
工藝流程參見附圖

圖1是本發(fā)明工藝流程圖；圖2是本發(fā)明局部設(shè)備工藝流程圖。
天然超細顏料主要應(yīng)用在特級銅版紙、特級輕涂膠版紙、特級靜電復(fù)印低而粘度又能滿足涂布的需要等性質(zhì)。用天然超細顏料配制的涂料，對于特級單面銅版紙而言，涂布量只需15-18g/m2，就能達到無機顏料單面涂布量為25g/m2印刷效果，而且油墨干燥快，干燥能耗低。
天然超細顏料作為一種純天然“綠色”有機顏料用在加工紙行業(yè)中，這在國內(nèi)外尚屬首例，它們的應(yīng)用能減輕環(huán)保壓力，實現(xiàn)涂料與紙的真正“有機”結(jié)合。天然超細顏料取代無機顏料用在加工紙領(lǐng)域中，生產(chǎn)的印刷類涂布紙產(chǎn)品除具有上述特性外，還具有如下特性1.表面細膩，手感豐滿舒適；2.書寫筆畫流暢、飽滿；3.松厚度好，不透明度高，印刷表面強度高。
下面的實施例將進一步解釋本發(fā)明
涂料參數(shù)PH值8.5-9.5，顏料體積比30-40％，粘度100-1000mP·s，涂布量15-18g/m2(單面)涂布方式氣刀或刮刀涂布原紙銅版原紙涂料參數(shù)PH值8.5-9，顏料體積比20-30％，粘度100-1000mPa·s，涂布量8-15g/m2(雙面)。
涂布方式機內(nèi)涂布。
涂布原紙膠版原紙。
涂布原紙膠版原紙。
涂料參數(shù)PH值8.5-9，顏料體積比20-30％，粘度100-1000mPa·s，涂布量6-10g/m2(雙面)。
涂布方式機內(nèi)涂布。
涂布原紙靜電復(fù)印原紙。
涂料參數(shù)PH值4-5，顏料體積比30-40％，粘度500-2000mPa·s，涂布量15g/m2(單面)。
涂布方式氣刀或刮刀涂布。
涂布原紙膠版原紙。
權(quán)利要求
1.一種天然有機顏料，該顏料具有一定的白度和細度，其特征在于，所述顏料是一種經(jīng)過粉碎研磨加工而成的可再生的天然植物纖維粒子。
2.權(quán)利要求1的天然超細顏料，其特征在于，細度為適合于所有加工紙產(chǎn)品的所有粒度要求。
3.權(quán)利要求1的天然超細顏料，其特征在于，白度為適合于所有加工紙產(chǎn)品的所有白度要求。
4.如上述任一項要求的天然超細顏料，其特征在于，分散在水中的PH值為中性至弱酸堿性。
5.如上述任一項要求的天然超細顏料，其特征在于，該顏料粒子具有很好的彈性和吸墨性。
6.如上述任一項要求的天然超細顏料，其特征在于，該顏料的比重為1-1.5。
7.如上述任一項要求的天然超細顏料，其特征在于，可以膏狀、懸浮于水中或以粉狀的形式存在。
8.一種上述任一項要求的天然超細顏料的制備方法，其特征在于，就是將植物纖維進行機械粉碎、濃縮、漂白、篩選、再濃縮的方法。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于，所使用的植物纖維原料包括所有的植物纖維。
10.一種用上述任一項權(quán)利要求的天然超細顏料生產(chǎn)的加工紙，是適合出版印刷和美術(shù)行業(yè)的用紙，具有普通加工紙的性質(zhì)，其特征在于，所述加工紙具有手感豐滿、舒適，書寫筆畫流暢、字跡飽滿，表面細膩，涂層有彈性，挺度、松厚度好，吸墨性好的特點。
11.權(quán)利要求10的加工紙，其特征在于，所述加工紙是一種輕量化的、“綠色”環(huán)保型涂布紙，包括特級無光銅版紙、特級輕涂膠版紙、特級靜電復(fù)印紙和打印紙及噴墨打印紙。
全文摘要
一種天然超細顏料及用該顏料生產(chǎn)的加工紙。所述天然超細顏料是一種經(jīng)過粉碎研磨加工而成的可再生的的天然植物纖維微粒,是一種純天然“綠色”有機顏料。該顏料具有良好的彈性和吸墨性;且比重低,其比重為1－1.5。它們的應(yīng)用能解決無機顏料或有機高分子塑料顏料的吸墨性差、油墨干燥困難、污染環(huán)境及不適合加工紙輕量化發(fā)展等問題。所述加工紙具有良好的吸墨性、挺度、松厚度;且手感豐滿舒適、書寫筆畫流暢、字跡飽滿、表面細膩而富有彈性。
文檔編號C09B67/00GK1388184SQ02107638
公開日2003年1月1日 申請日期2002年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月22日
發(fā)明者吳和嶺 申請人:吳和嶺