纤维产品的制造中沉淀碳酸盐的使用制造技术

本发明专利技术涉及一种填料或填料混合物，其含有碳酸盐，以及涉及一种用于通过将填料直接沉淀到纸浆中制造其的方法，或一种不存在特别是来自纸张或纸板制造业的白水的纤维的单独方法。本发明专利技术还涉及含有此填料的纤维产品，例如纸张纸板产品，或塑料、橡胶、混凝土或油漆产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种填料或填料混合物，其含有碳酸盐，以及涉及一种用于通过将填料直接沉淀到纸浆中制造其的方法，或一种不存在特别是来自纸张或纸板制造业的白水的纤维的单独方法。本专利技术还涉及含有此填料的纤维产品，例如纸张纸板产品，或塑料、橡胶、混凝土或油漆产品。【专利说明】纤维产品的制造中沉淀碳酸盐的使用
本专利技术涉及一种填料或填料混合物，其含有碳酸盐，并涉及一种用于通过将填料 直接沉淀到纸浆中制造其的方法，或一种不存在特别是来自纸张或纸板制造业的白水的纤 维的单独方法。本专利技术还涉及含有所述填料的纤维产品，例如纸张纸板产品，或塑料、橡胶、 混凝土或油漆产品。 现有抟术描沭 过去几十年内，对沉淀碳酸钙的需求一直已迅猛增长，尤其是在纸张和纸板制造，橡胶 和塑料的加工和印刷油墨、油漆和粘合剂的制造中。沉淀碳酸钙具有优良亮度和散射能力， 以及低价格。此外，当用于上述应用中时，沉淀碳酸钙可以增加机械强度。 这些碳酸钙具有通常呈方解石、霰石或球霰石形式的晶体结构。方解石通常发现 呈晶体形式，例如偏三角面体、菱形、立方体、和棱柱形式。霰石为斜方晶，并且其通常发现 呈细长形式。在正常温度和压力下，球霰石为不稳定，易变为方解石和霰石。一般来说，球 霰石具有球形形状。通过改变反应条件例如熟石灰的浓度和反应温度，晶体形式可以转变 为针状、立方体、球形和许多其他晶体形式。 由于氢键，主要在纤维与细粒的带电基团之间发展出纸张和纸板的强度。这些带 电基团特别包括羟基和羧基。当改善强度时，主要通过研磨纤维以机械方式来改善，从而尝 试增加纤维的纤化。该强度取决于个体纤维等级的强度，纤维之间的强度，纤维键的数量， 以及成品纸张或纸板中纤维和键的分布。 通常，纸张和纸板的制造中所用的填料或颜料具有小于5 Mffl的平均粒度，并且它 们具有浅色。最典型的填料包括高岭土、滑石粉、研磨碳酸钙（GCC)和沉淀碳酸钙（PCC)。 另外，存在更昂贵的特殊颜料，例如沉淀硅酸铝、缎光白和二氧化钛。填料和涂层颜料之间 划分确切界限很困难，但大体上填料具有比涂层所用颜料更大的粒度和更粗糙的形状。理 论上，从最大光散射的角度来看，最常用填料和涂层颜料的最佳粒度为约〇. 4至0. 5 Mm。然 而，通常来说，涂层颜料的平均粒度为0. 5至1 Mm，并且填料的平均粒度为1. 5至4 Mm。 使用填料和颜料以及其他填料的最大缺点是当特别是用填料置换化学物质时削 弱纸张或纸板结构的强度。这是由使填料附接至纤维的表面而阻止纤维之间氢键的生成所 导致。然而，研磨形式（GCC)和沉淀形式（PCC)的碳酸钙广泛使用，因为特别是在化学纸浆 的纤维的置换中，它们价格低且光散射性质良好。由再循环、去油墨和机械纸浆制造的纸张 和纸板可能由碳酸钙置换，但碱导致的机械木浆颜色变深常常限制其在由这些纸浆制造的 纸张和纸板等级的制造中的使用。 历史上，已特别通过将单个填料粒子附聚成较大附聚体减少了添加填料所致的强 度降低问题。除了别的以外，这已示于US专利说明书4 225 383、4 115 187、4 445 970、5 514 212和4 710 270中以及GB公布2 016 498和1 505 641中。通常，这些中的阴离子 填料粒子已用混合物中的阳离子添加剂附聚成较大聚集体。已观察到以此方式已改善了强 度特性和填料保持，但同时光学性质下降。 还有一些公布，其中使用胶乳来减小填料添加所致的强度降低。除了别的以外，这 示于 US 专利说明书 4 178 205、4 189 345、4 187 142、4 710 270 和 7 074 845 中。 当纤维被填料置换时纸张或纸板产品的强度和刚度的降低主要由填料削弱纤维 之间氢键的生成所导致，因为填料的表面不形成氢键。目前，该填料一般被直接加入纸浆。 在金属丝（wire)段中，仅一部分的添加填料附接到成品纸张或纸板卷材。无论如何，其余 部分的填料通过白水系统引导以形成成品纸张或纸板结构的一部分，但主要由于各种疏水 性物质附接至白水系统的填料，各种运行性问题的风险已增加。一般来说，纸张或纸板机器 中的这些运行性问题例作为金属丝和毡圈的污染以及最终作为断裂物出现。白水系统的填 料的一部分还最终增加污水处理厂负担，因为不是所有材料都随成品纸张或纸板一起被携 带出该工艺。填料导致的纸张或纸板的表面上的较弱纤维-纤维键还可能导致印刷期间表 面的粉尘形成增加。 因此，需要一种纤维产品，其中填料将附接至纤维并且其他填料更有效地并同时 地将提供具有与已知解决方案相比进一步提1?的有利强度性质的广品。 本专利技术的简要说明 本专利技术的一个目的为提供一种新纤维产品，例如纸张或纸板产品，其具有高强度、亮 度、油墨密度和不透明度。 具体来说，本专利技术的一个目的为提供一种新含碳酸盐填料，其可用于这种纤维产 品中，尤其是使得碳酸盐填料附着至纤维产品的纤维之间的间隙。 例如，可以通过根据本专利技术的方法提供这种含碳酸盐填料和纤维产品。 本专利技术因此涉及含碳酸盐的填料和其生产方法。这种填料还用于制造根据本专利技术 的纤维产品的方法中，其中所述纤维产品含有化学纸浆纤维和/或木材纤维和/或合成纤 维，并且其优选为纸张或纸板。在制造纤维产品的这种方法中，碳酸盐填料附着在化学纸浆 纤维或木材纤维之间并且附着至小纤维，此后由该纸浆生产所述纤维产品。 更精确地，制造根据本专利技术的含碳酸盐填料的方法的特征在于权利要求1的特征 部分所述内容。 根据本专利技术的含碳酸盐填料或填料混合物的特征又在于权利要求9的特征部分 所述内容。 相应地，制造根据本专利技术的纤维产品的方法的特征在于权利要求14的特征部分 所述内容，并且根据本专利技术的填料的用途的特征在于权利要求18所述内容。 使用本专利技术达到若干显著优点。已证明，通过在形成含碳酸盐填料时使用低压，实 现使用碳酸盐的最终产品如纸张或纸板的亮度、强度、不透明度和可印刷性（油墨的吸收 性）的改进。因此，最终产品的纤维的一部分可由填料置换，使得与使用常规填料时相比， 强度性质同时维持在较佳水平。 当增加干强度的聚合物在填料中与碳酸盐一起使用时或在纤维产品的制造中与 该填料一起使用时，实现特别有利的性质。 为增加 pH并在负压中形成碳酸盐，在不添加单独化学物质（S卩，碱）的情况下从反 应混合物中释放二氧化碳是足够的。这对纸张和纸板厂是特别的优点，在纸张和纸板厂中 存在可从纸浆厂获得的游离二氧化碳的能力。 【专利附图】【附图说明】 图1是当在纤维网络中使用80 g/m2的基重和10%的碳酸盐填料时，碳酸盐填料 (APS)的粒度和一部分淀粉对纤维产品的TEA值（TEA1)影响的图形描述。 图2是当在纤维网络中使用80 g/m2的基重和10%的碳酸盐填料时，碳酸盐填料 (APS)的粒度和一部分淀粉对纤维产品的史考特粘结值（Scottl)影响的图形描述。 图3是高岭土和碳酸盐填料（粒度级别6. 5 Mm)的亮度值和不透明度值的图形描 述。结果以80 g/m2基重归一化为6%的填料含量。 图4示出80 g/m2的化学纸浆薄板的扫描电子显微镜图像，其包含薄板的表面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造含有碳酸盐的填料的方法，其特征在于通过向溶液添加二氧化碳由对应的氢氧化物溶液形成酸性碳酸氢盐离子溶液，和通过借助于负压或离心力或它们的组合将所得酸性碳酸氢盐离子溶液的pH增加至中性或碱性范围，形成所述填料的碳酸盐部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S萨亚斯塔莫伊南，T格雷布洛姆，L格雷恩鲁斯，
申请(专利权)人：诺德卡尔克有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI