用于造纸方法的填料技术

本发明专利技术涉及一种包含钙盐和净离子基团取代度至多约０．６５的纤维素衍生物的填料，其中该填料基本不含纤维素或木质纤维素的纤维或原纤维。本发明专利技术还涉及一种包含钙盐和净离子基团取代度至多约０．６５的纤维素衍生物的填料，其中该纤维素衍生物含有阳离子基团。本发明专利技术进一步涉及一种制备填料的方法，其包括：在基本没有纤维素或木质纤维素的纤维或原纤维的存在下将含有钙盐的材料与净离子基团取代度至多约０．６５的纤维素衍生物混合。本发明专利技术还涉及一种制备填料的方法，其包括：将含有钙盐的材料与净离子基团取代度至多约０．６５的纤维素衍生物混合，其中该纤维素衍生物含有阳离子基团。本发明专利技术进一步涉及一种可通过这些方法获得的填料。本发明专利技术进一步涉及一种造纸方法，其包括：提供含有纤维素纤维的含水悬浮液、将包含钙盐和净离子基团取代度至多约０．６５的纤维素衍生物的填料引入悬浮液，其中该填料基本不含纤维素或木质纤维素的纤维或原纤维，和将悬浮液脱水以形成纸幅或纸片。本发明专利技术还涉及一种造纸方法，其包括：提供含有纤维素纤维的含水悬浮液、将包含钙盐和净离子基团取代度至多约０．６５的纤维素衍生物的填料引入悬浮液，其中该纤维素衍生物含有阳离子基团，和将悬浮液脱水以形成纸幅或纸片。

【技术实现步骤摘要】
用于造纸方法的填料本申请是中国专利申请200480038513. 6的分案申请。本专利技术涉及一种包含钙盐和纤维素衍生物的填料。本专利技术进一步涉及一种制备该 填料的方法、该填料在造纸中的应用、一种其中将该填料用作添加剂的造纸方法以及包含 该填料的纸。
技术介绍
在造纸工业中高度填充的纸是一种既定趋势，这不仅是因为减少使用纤维的节省 而且还因为改进的产品质量，例如更高的不透明性和更好的可印刷性。基于碳酸钙的填料 由于它们优良的光散射性能而被普遍使用。在高度填充的、特别含有高表面积的填料的纸 的制备中的主要缺陷是上胶剂的高消耗。从而，随着纸中的填料含量增加，为了获得相应的 上胶结果而需要较大量的上胶剂。因此，当填料的量增加时更难以将纤维素悬浮液上胶。为了实现纸或纸板的防水性和减少边缘起芯(wicking)，主要进行上胶。其还将影 响纸和纸板的机械性能，例如尺寸稳定性、摩擦系数、柔韧性和耐折强度。另外，上胶可以通 过控制油墨扩散和粘合而特别地提高可印刷性。上胶方法涉及到使憎水性物质_通常被称作上胶剂沉积在纤维表面上。普遍采用 的上胶剂是非纤维素活性的上胶剂例如基于松香的上胶剂，和纤维素活性的上胶剂，例如 烷基烯酮二聚物(“AKD”)和酸酐例如链烯基琥珀酸酐(“ASA”)。然而，公知的是纤维素 活性的上胶剂_即AKD和ASA经历了水解，这与所希望的和纤维的反应相竞争。此外，由于 胶料倒置或迁移、胶料蒸发、产品的机械磨损等，可能出现最终产品的上胶损失。Bartz和同事已经观察到在AKD蜡的流动性增加期间，一些AKD可能渗透并且此后 被捕集在填料的孔隙结构中(Bartz，W. ；Darroch,M. E. ；Kurrle，F. L.，“碳酸钙填充的纸中 的烷基烯酮二聚物上胶效率和倒置”，Tappi Journal，77卷，12期，1994)。对于具有多孔瓣 状体结构和高表面积的偏三角面体形状的PCC而言，特别出现了这种现象。Voutllainen指 出具有高表面积的填料吸附AKD甚至比纤维更好(V0Utilainen，P.，“烷基烯酮二聚物在纸 菜纤维和CaC03±真料上的竞争吸附”，Proceedings from International Paper andCoating Chemistry Symposium，1996)。填料表面上铝氧化物和硅氧化物的存在可以另外吸附含于 AKD颗粒中的阳离子淀粉。还提出了在AKD与碳酸钙填料之间存在强的相互作用，或者可能 甚至是结合。这些所提出的填料机理自然是不希望的，并且应作出努力以使这些相互作用 减少到最小。为了提高上胶效率，在美国专利No. 5，514，212中提出可以用阴离子淀粉-皂复合 物将颜料的表面改性。得自于玉米或马铃薯的蒸煮淀粉与脂肪酸盐复合并且当与沉淀的钙 浆液或者含有高含量的钙离子的造纸配料混合时沉淀在颜料表面上。美国专利No. 5，972，100提出了一种由纤维素活性的浆料(例如AKD)、阳离子分散 剂(例如阳离子淀粉或聚酰胺)和填料组成的体系。除了改进的上胶之外，该专利技术使得能 够分别独立地控制填料装填量和上胶。此外，W095/13324涉及到用纤维素衍生物例如取代度为0. 7的羧甲基纤维素钠 (“CMC”)处理的碳酸钙。所述处理的碳酸钙被用作碱性造纸悬浮液中的填料，由此提高了纸的亮度。美国专利No. 3，730，830披露了一种制备纸，特别是像纸的方法，其包括使用合成 聚合物纤维。在将合成纤维加入纤维悬浮液之前，将无机颜料或碳加入含有羧甲基纤维素 和合成纤维的浆液中，由此实现了聚合物纤维在造纸原料中的纤维素纤维之间均勻分散。仍然需要一种提供改进的造纸方法和更好性能的所制备的纸的填料。将希望的是 提供一种使得可以制备表现出优良的印刷性能和机械性能的高度填充的纸的填料。还将希 望的是提供一种减少了上胶需求并且由此导致改进的上胶效率的填料。还将希望的是提供 一种可与助滤剂和助留剂相容并且由此导致优良的排水性、保持性和造纸机运行能力的填 料。还将希望的是提供一种简单和有效的用于制备表现出以上特性的填料的方法。专利技术概述总的来说，本专利技术涉及一种包含钙盐和纤维素衍生物的填料。总的来说，本专利技术进 一步涉及一种包含钙盐和羧烷基纤维素衍生物的填料。总的来说，本专利技术还涉及一种通过 将含有钙盐的材料与纤维素衍生物混合而制备填料的方法、该填料在造纸中用作添加剂的 应用以及包含该填料的纸。总的来说，本专利技术进一步涉及一种其中将该填料引入含水的纤 维素悬浮液的造纸方法。更特别地，本专利技术涉及一种包含钙盐和净离子基团取代度至多约0. 65的纤维素 衍生物的填料。本专利技术还涉及一种包含钙盐和羧烷基取代度至多约0. 65的纤维素衍生物 的填料。本专利技术进一步涉及一种制备填料的方法，其包括将含有钙盐的材料与净离子基团 取代度至多约0. 65的纤维素衍生物混合。本专利技术还涉及一种制备填料的方法，其包括将 含有钙盐的材料与羧烷基取代度至多约0. 65的纤维素衍生物混合。本专利技术进一步涉及一 种可通过这些方法获得的填料。本专利技术进一步涉及一种造纸方法，其包括提供含有纤维素 纤维的含水悬浮液、将包含钙盐和净离子基团取代度至多约0. 65的纤维素衍生物的填料 引入悬浮液，和将悬浮液脱水以形成纸幅或纸片。本专利技术还涉及一种造纸方法，其包括提 供含有纤维素纤维的含水悬浮液、将包含钙盐和羧烷基取代度至多约0. 65的纤维素衍生 物的填料引入悬浮液，和将悬浮液脱水以形成纸幅或纸片。在该造纸方法中，可以通过将钙 盐和纤维素衍生物一起作为单一组合物加入而将填料引入纤维素悬浮液。专利技术详述本专利技术提供一种适用于造纸的新的填料。已经令人惊奇地发现，根据本专利技术的填 料使得可以减少与在造纸中普遍使用并且被掺入纸中的填料相关的一些问题。更特别地， 通过将本专利技术的填料用于造纸方法，可以提供具有优良的印刷性能例如高的光滑度、高的 不透明度和洁白度，改进的机械性能例如干强度、拉伸强度、Scott结合性和抗弯刚度，和改 进的上胶效果的纸。由本专利技术所表现出的另一些优点包括优良的和/或改进的脱水性和细 粒保持性，这导致了就造纸机的运行性能而言的优点。当将该填料与上胶剂结合使用时，已经观察到本专利技术使得可以减少上胶需求并且 因此通常提高了上胶效率。对于不同类型的上胶剂，包括非纤维素和纤维素活性的上胶剂， 特别是纤维素活性的上胶剂例如烯酮二聚物和酸酐而言，均展现出提高的上胶效率。特别 地，本专利技术提供了尤其是具有高的填料装填量和/或当使用具有高表面积的填料时的填充 纸的提高的上胶效率和上胶稳定性。根据本专利技术，还不能预期地观察到在简单的加工期间可以使纤维素衍生物与含有4钙盐的材料混合并且更有效地吸附在或者粘附在含有钙盐的材料上。可以将本专利技术的填料 看作是改性的填料，或者纤维素衍生物处理的填料。根据本专利技术，已经发现可以通过将含有钙盐的材料和纤维素衍生物以预混合或预 处理的形式一起加入纤维素悬浮液中而获得非常优良的结果。用纤维素衍生物将含有钙盐 的材料预处理提供了一种单独加工纤维素悬浮液的仅仅一种组分以制得改性的填料的便 利方式，可以使用该改性的填料代替或者部分代替常规的填料。没有受任何理论的束缚，认 为当将这些组分混合时纤维素衍生物吸附在含有钙盐的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种填料，其包含钙盐和净离子基团的取代度至多０．６５的纤维素衍生物，其中该填料基本不含纤维素或木质纤维素的纤维或原纤维，其中至少１０ｗｔ％的纤维素衍生物吸附在或者连接在钙盐上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PM范德豪斯特，E萨尼，KR安德森，C伽西雅林德格伦，ML瓦尔比尔格，S万斯托姆，
申请(专利权)人：埃卡化学公司，M雷尔公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]