[發(fā)明專利]在造紙中提高填料含量的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910132330.5 | 申請日： | 2009-03-25 |
| 公開（公告）號： | CN101736656A | 公開（公告）日： | 2010-06-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 程衛(wèi)國;李俊;趙玉林;饒慶龍 | 申請（專利權(quán)）人： | 納爾科公司 |
| 主分類號： | D21J1/00 | 分類號： | D21J1/00;D21H17/69;D21H21/00 |
| 代理公司： | 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262 | 代理人： | 武晶晶;鄭霞 |
| 地址： | 美國伊*** | 國省代碼： | 美國;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 造紙 提高 填料 含量 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及提高在造紙工藝中所生產(chǎn)的纖維紙板(paper?mat)的強度的方法。?
發(fā)明背景?
紙板包括水和固體，并且一般是4％到8％的水。紙板的固體部分包括纖維(通常纖維素纖維)，并且還可包括填料。提高紙板的強度將容許提高固體比例，即填料含量。由于這樣降低了原材料成本，減少了在造紙工藝中所需的能量，并且提高了紙的光學(xué)性能，所以這是所期望的。現(xiàn)有技術(shù)公開了具有介于10%與40%填料的固體部分的紙板。然而，現(xiàn)有技術(shù)還公開了提高填料含量同時發(fā)生了所得紙的強度損失。?
填料是在造紙工藝期間被添加到紙板以增強所得紙的不透明性和反光性的礦物顆粒。在美國專利第7,211,608號中描述了填料的一些例子。填料包括用來增加不透明性或亮度、減少孔隙率或降低紙或紙板片的成本的無機顆粒和有機顆粒或顏料。填料的一些例子包括下列中的一個或多個：高嶺土、滑石、二氧化鈦、三水合氧化鋁、硫酸鋇、氫氧化鎂、顏料例如碳酸鈣、及類似物。先前提高紙中的填料含量而不損失紙強度的嘗試描述在英國專利GB2016498和美國專利第4,710,270、4,181,567、2,037,525、7,211,608和6,190,663號中。?
碳酸鈣填料采用兩種形式：GCC(研磨碳酸鈣)和PCC(沉淀碳酸鈣)。GCC是天然存在的碳酸鈣巖石，而PCC是合成生產(chǎn)的碳酸鈣。由于PCC具有較大的比表面積，所以PCC具有較好的光散射性能并且給所得紙?zhí)峁┹^好的光學(xué)性能。然而，由于同樣的原因，PCC填充的紙板所生產(chǎn)的紙比GCC填充的紙強度差。?
紙強度是紙板的交織纖維之間所形成的鍵的數(shù)量和強度的函數(shù)。具有更大表面積的填料顆粒更可能變得與那些纖維結(jié)合并且影響那些鍵的數(shù)量和強度。由于PCC填料的更大的表面積，所以PCC填料比GCC填料對那些鍵影響更大。?
結(jié)果，造紙者被迫進行不期望的權(quán)衡。他們必須決定選擇具有較好強度但較差光學(xué)性能的紙，或者他們必須選擇具有較好光學(xué)性能但較差強度的紙。因而，對促進在紙中更高填料含量的造紙方法、具有高不透明性的紙、以及具有高強度的填充紙，有明顯的需求。?
發(fā)明簡述?
本發(fā)明的至少一種實施方案涉及具有不會同時發(fā)生所得紙的強度損失的增加的填料含量的造紙方法。該方法包括下列步驟：提供填料顆粒的共混料、至少一種強度添加劑和纖維素纖維原料；用材料組合物處理填料顆粒；使填料顆粒與纖維素纖維原料混合；以及通過從混合物中除去一些水來形成紙板。填料顆粒的至少10%是沉淀形式的碳酸鈣(PCC)并且填料顆粒的至少10%是研磨形式的碳酸鈣(GCC)。纖維素纖維原料包括多種纖維素纖維和水。材料組合物抑制強度添加劑粘附到填料顆粒。在至少一種實施方案中，使纖維素纖維原料和填料顆粒混合以形成配料，并且隨后用材料組合物處理填料顆粒。?
本發(fā)明的至少一種實施方案涉及一種方法，其中填料顆粒的共混料進一步包括選自由以下組成的物質(zhì)的一種：碳酸鈣、有機顏料、無機顏料、粘土、滑石、二氧化鈦、三水合氧化鋁、硫酸鋇、氫氧化鎂及其任意組合。?
本發(fā)明的至少一種實施方案涉及一種方法，其中材料組合物是AcAm/DADMAC共聚物。本發(fā)明的至少一種實施方案涉及一種方法，其中強度添加劑是乙醛酸化丙烯酰胺/DADMAC共聚物。本發(fā)明的至少一種實施方案涉及一種方法，其中強度添加劑和材料組合物帶有相同的電荷。?
本發(fā)明的至少一種實施方案涉及一種方法，其中碳酸鈣是以選自由以下組成的物質(zhì)的一種形式存在：無水碳酸鈣、分散漿料碳酸鈣(dispersedslurry?calcium?carbonate)、白堊及其任意組合。碳酸鈣中的至少一部分可?以是以分散漿料碳酸鈣的形式存在，分散漿料碳酸鈣進一步包括選自以下的至少一種：聚丙烯酸聚合物分散劑、聚磷酸鈉分散劑、高嶺土漿料及其任意組合。填料顆粒的共混料可以是50%GCC和50%PCC。材料組合物可以是凝結(jié)劑，并且可選自由以下組成的物質(zhì)：無機凝結(jié)劑、有機凝結(jié)劑、縮聚凝結(jié)劑及其任意組合。凝結(jié)劑可具有介于200與1,000,000范圍之間的分子量。?
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