[發(fā)明專利]使用雙重聚合物體系的可控填料預(yù)絮凝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380019024.5
• 申請(qǐng)日: 2013-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN104271836A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳衛(wèi)國(guó);R·T·格雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納爾科公司
• 主分類號(hào): D21H21/00
• 分類號(hào): D21H21/00;D21H17/67;D21H17/63
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李英

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)是于2007年9月12日提交的未決美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)11/854,044的部分繼續(xù)申請(qǐng)。

關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)的聲明

不適用。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及用于造紙的填料的預(yù)絮凝，特別地，公開了在高填料固體下具有限定的和可控粒度分布的抗剪切填料絮凝物的制備。

提高印刷和書寫紙中的填料含量引起了極大的興趣，由于改善產(chǎn)品質(zhì)量以及減少原料和能量消耗。然而，用填料如碳酸鈣和粘土取代纖維素纖維降低成品紙張的強(qiáng)度。當(dāng)提高填料含量時(shí)的另一個(gè)問題是保持填料在三維紙張結(jié)構(gòu)中均勻分布的增加的難度。減少增加填料含量的這些消極影響的手段是在將填料加入到造紙機(jī)的濕端導(dǎo)進(jìn)系統(tǒng)之前對(duì)填料進(jìn)行預(yù)絮凝。

術(shù)語(yǔ)預(yù)絮凝的定義是在填料顆粒添加至紙料中之前通過用凝結(jié)劑和/或凝聚劑處理將填料顆粒改性為附聚物。工藝的絮凝處理和剪切力決定加入到紙料中之前絮凝物的粒度分布和穩(wěn)定性。現(xiàn)代的高速造紙中存在的化學(xué)環(huán)境和高流體剪切速率需要填料絮凝物是穩(wěn)定而且抗剪切的。預(yù)絮凝處理提供的絮凝物粒度分布應(yīng)該最小化在增加的填料含量下的紙張強(qiáng)度降低，最小化來自填料顆粒的光效率的損失，并最小化對(duì)紙張均勻度和可印刷性的負(fù)面影響。此外，整個(gè)系統(tǒng)必須是經(jīng)濟(jì)上可行的。

因此，高剪切穩(wěn)定性和銳粒徑分布的組合是填料預(yù)絮凝技術(shù)成功的關(guān)鍵。然而，只由包括常規(guī)使用的淀粉的低分子量凝結(jié)劑形成的填料絮凝物傾向于具有在造紙機(jī)的高剪切力下破碎的相對(duì)小的粒徑。單一高分子量凝聚劑形成的填料絮凝物傾向于具有難以控制的寬粒徑分布，并且該粒徑分布在較高填料固體水平下變得更差，主要是由于粘性的凝聚劑溶液向漿體的不良混合。所以，對(duì)于改進(jìn)的預(yù)絮凝技術(shù)有著持續(xù)的需求。

除非具體地這樣指出，在這部分描述的技術(shù)并不打算構(gòu)成對(duì)在這里提及的任何專利、公開或其它信息是關(guān)于本發(fā)明的“現(xiàn)有技術(shù)”的承認(rèn)。另外，本節(jié)不應(yīng)解釋為表明已經(jīng)進(jìn)行了檢索或者沒有37C.F.R.§1.56(a)中定義的其它相關(guān)信息存在。

發(fā)明概要

至少一個(gè)實(shí)施方案涉及制備用于造紙工藝的具有特定粒徑分布的絮凝填料顆粒的穩(wěn)定分散體的方法，所述方法包括：a)提供填料顆粒的水性分散體；b)以足以在所述分散體中均勻混合而不會(huì)引起所述填料顆粒顯著絮凝的量向所述分散體中加入第一絮凝劑；c)在所述第一絮凝劑存在下以足以引發(fā)所述填料顆粒的絮凝的量向所述分散體中加入第二絮凝劑；和d)任選地剪切所絮凝的分散體以提供具有所需粒徑的填料絮凝物的分散體。

至少一個(gè)實(shí)施方案涉及由紙漿制造紙制品的方法，包括：形成水性纖維素造紙配料，向所述配料中加入如本文所述制備的填料絮凝物的水性分散體，將所述配料排水以形成片材，并干燥該片材。形成所述造紙配料、排水和干燥的步驟可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的任何常規(guī)方式進(jìn)行。

至少一個(gè)實(shí)施方案涉及引入如本文所述制備的填料絮凝物的紙制品。

附圖簡(jiǎn)述

下文具體參照附圖描述本發(fā)明的詳細(xì)說明，其中：

圖1說明絮凝反應(yīng)的MCL時(shí)間分辨率。

發(fā)明詳述

提供下面的定義以確定用在本申請(qǐng)中的術(shù)語(yǔ)、以及特別是權(quán)利要求如何解譯。組織定義僅是為了便利，而不是打算限制任何定義至任何特定的分類。對(duì)于本申請(qǐng)的目的來說，這些術(shù)語(yǔ)的定義如下：

“凝結(jié)劑”是指具有比凝聚劑更高電荷密度和更低分子量的物質(zhì)的組合物，當(dāng)將其加入到含有微細(xì)分離的懸浮顆粒的液體中時(shí)，會(huì)通過離子電荷中和的機(jī)制使這些固體不穩(wěn)定并聚集。

“凝聚劑(Flocculant)”是指具有低電荷密度和高分子量(超過1,000,000)的物質(zhì)的組合物，當(dāng)將其加入到含有微細(xì)分離的懸浮顆粒的液體中時(shí)，會(huì)通過顆粒間橋接的機(jī)制使這些固體不穩(wěn)定并聚集。

“絮凝劑(Flocculating?Agent)”是指當(dāng)加入到液體中時(shí)使該液體中的膠體的和微細(xì)分離的懸浮顆粒不穩(wěn)定并聚集的物質(zhì)的組合物，凝聚劑和凝結(jié)劑可以是絮凝劑。

“GCC”是指磨碎的碳酸鈣，其通過磨碎天然產(chǎn)生的碳酸鈣巖石制得。

“PCC”是指合成制備的沉淀碳酸鈣。