用于造纸方法的填料技术

本发明专利技术涉及包含粘土和具有最高达约０．６５的净离子基团取代度的纤维素衍生物的填料。本发明专利技术也涉及包含粘土和具有最高达约０．６５的羧烷基基团取代度的纤维素衍生物的填料。本发明专利技术还涉及生产填料的方法，其包括将粘土与具有最高达约０．６５的净离子基团取代度的纤维素衍生物混合。本发明专利技术也涉及生产填料的方法，其包括将粘土与具有最高达约０．６５的羧烷基基团取代度的纤维素衍生物混合。本发明专利技术还涉及可由这些方法获得的填料。本发明专利技术还涉及造纸方法，其包括提供包含纤维素纤维的含水悬浮液，将包含粘土和具有最高达约０．６５的净离子基团取代度的纤维素衍生物的填料加入到该悬浮液中，并且使该悬浮液脱水以形成纸幅或纸片。本发明专利技术也涉及造纸方法，其包括提供包含纤维素纤维的含水悬浮液，将包含粘土和具有最高达约０．６５的羧烷基基团取代度的纤维素衍生物的填料加入到该悬浮液中，并且使该悬浮液脱水以形成纸幅或纸片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含粘土和纤维素衍生物的填料。本专利技术还涉及制备该填料的方法，该填料在造纸中的用途，在其中使用该填料作为添加剂的造纸方法，以及包含该填料的纸。
技术介绍
在加填料纸的生产中，被称为纸料的包含纤维素纤维、填料和添加剂的含水悬浮液被提供到流浆箱中，该流浆箱将纸料喷射到成形网上。水经该成形网从纸料中排出，从而在该成形网上形成湿纸幅，并且该纸幅在造纸机的干燥区中进一步脱水和干燥。高度加填料的纸是造纸工业中的既定趋势，这不仅是由于在减少纤维使用方面的节省，而且也是由于提高的产品质量，例如更高的不透明性和更好的可印刷性。对于超级压光纸(SC纸)和许多包含机械纤维的纸张等级来说，高岭土粘土是最常使用的填料。该粘土颗粒具有薄片或薄板的形状，并且在压光时薄片是均一取向的，这使得纸具有高的光泽度和平滑度。填料的量可高达30％或更多。高填料含量导致纸的强度降低以及起毛和粘灰。在纸中使用填料的经验规则是填料含量增加10％将使强度降低20％。由于小纤维碎片和填料不能合适地结合到纸中，因此出现起毛和粘灰的问题。这会在油墨在印刷网点上遗漏时引起SC纸的轮转凹版印刷方面的特殊问题，被称为漏点。添加粘结剂可增加纸的强度，也可减少起毛和粘灰。在其它材料中，淀粉已被用作粘结剂。但是，在SC纸的制造中，纸的压光是在100-350kN/m的荷载下进行的。淀粉使得纸易碎，并且它在这种重荷载下会被破坏。淀粉也使得纸在压光之前已经更加稠密了。因此，在SC纸的制造中不使用淀粉或少量添加(1-2Kg/吨干纸)。常规CMC有时被添加到湿部作为强度添加剂。但是，然后的问题是脱水大大减慢了。第三种可能是可使用合成的强度添加剂，但是它们常常相当昂贵。对于所有具有高填料负载的纸张等级来说，纸强度、排水和填料留着性是重要的问题。有时加入施胶剂，则当增加填料负载和/或当不使用淀粉时，施胶剂消耗量也较高。US5,759,346描述了在薄纸生产中提高强度和减少起毛和粘灰的方法。填料为已用阳离子淀粉预处理的高岭土。WO01/86067描述了用疏含水聚合物预处理填料的方法，该聚合物为包含丙烯酸酯和苯乙烯单体的合成聚合物。预处理填料的使用提高了湿强度并减少了纸的起毛。而且，WO95/13324提到了用纤维素衍生物如取代度为0.70的羧甲基纤维素钠(“CMC”)处理的碳酸钙。将所述处理的碳酸钙用作碱性造纸悬浮液中的填料，由此提高了纸的亮度。仍需要一种填料，其提供改进的造纸工艺和所生产纸的更好的性质。期望提供一种填料，其使得可生产表现出优良印刷和机械性质的高度加填料的纸。也期望提供一种填料，其与排水和留着助剂相容，并由此导致良好的排水、留着性和造纸机可运行性。也期望提供一种用于生产表现出上述特性的填料的简单而有效的方法。
技术实现思路
本专利技术一般地涉及包含粘土和纤维素衍生物的填料。本专利技术还一般地涉及包含粘土和羧甲基纤维素衍生物的填料。本专利技术也一般地涉及通过将粘土与纤维素衍生物混合而制备填料的方法，该填料作为造纸添加剂的用途，以及包含该填料的纸。本专利技术还一般地涉及在其中将该填料加入到含水纤维素悬浮液中的造纸方法。更具体地，本专利技术涉及包含粘土和具有最高达约0.65的净阴离子基团取代度的纤维素衍生物的填料。本专利技术也涉及包含粘土和具有最高达约0.65的羧烷基基团取代度的纤维素衍生物的填料。本专利技术还涉及生产填料的方法，其包括将粘土与具有最高达约0.65的净离子基团取代度的纤维素衍生物混合。本专利技术也涉及生产填料的方法，其包括将粘土与具有最高达约0.65的羧烷基基团取代度的纤维素衍生物混合。本专利技术还涉及可由这些方法获得的填料。本专利技术还涉及造纸方法，其包括提供包含纤维素纤维的含水悬浮液，将包含粘土和具有最高达约0.65的净离子基团取代度的纤维素衍生物的填料加入到该悬浮液中，并且使该悬浮液脱水以形成纸幅(web)或纸片(sheet)。本专利技术也涉及造纸方法，其包括提供包含纤维素纤维的含水悬浮液，将包含粘土和具有最高达约0.65的羧烷基基团取代度的纤维素衍生物的填料加入到该悬浮液中，并且使该悬浮液脱水以形成纸幅或纸片。在该造纸方法中，可通过分别或作为单个组合物一起加入粘土和纤维素衍生物来将填料加入到纤维素悬浮液中。本专利技术提供一种适合用于造纸的新填料。已令人惊奇地发现，本专利技术的填料可减少与造纸中通常使用的并结合到纸中的填料相关的一些问题。更具体地，通过在造纸方法中使用本专利技术的填料，可减少纸的起毛和粘灰并提供具有优良印刷和机械性质的纸。本专利技术表现出的其它优点包括良好和/或提高的脱含水和细粒留着性，这产生造纸机可运行性方面的益处。当在SC纸和新闻纸制造中使用该填料时，已经观察到，本专利技术可减少纸的起毛和粘灰，而不会有害地影响所生产的纸的机械性质，并且不会降低造纸方法中的脱含水以及细粒和填料的留着性。根据本专利技术已经观察到，在简单处理的过程中，纤维素衍生物可与粘土混合并且更有效地吸附或连接到粘土表面上。本专利技术的填料可被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，通过分别或以预混合或预处理的形式一起将粘土和纤维素衍生物加入到纤维素悬浮液中可以得到非常好的结果。用纤维素衍生物预处理粘土方便地提供了单独处理纤维素悬浮液的仅一种组分以生产改性的填料，其可代替或部分代替常规填料使用。不受任何理论所限制，据认为当混合各组分时，纤维素衍生物被吸附到粘土上，当分别加入各组分时，该吸附也可在纤维素悬浮液中原位发生。本专利技术的填料包含粘土和纤维素衍生物。合适的粘土的例子包括具有薄片或板状形状的那些粘土。合适的粘土的例子包括滑石、水滑石、高岭土、煅烧粘土、膨润土或其混合物，优选高岭土、煅烧粘土或滑石，最优选高岭土和煅烧粘土。合适的粘土的例子包括比表面积为约2m2/g-约800m2/g，合适地约2m2/g-约600m2/g，最优选约5m2/g-约20m2/g的那些粘土。颗粒尺寸通常为约0.1μm-约50μm，优选约0.1μm-约5μm，最优选约0.8μm-约3μm。天然高岭土粘土具有化学式Al2O3*2SiO2*2H2O。高岭土粘土包括所谓的二八面体1∶1硅酸铝。高岭土粘土的颗粒尺寸通常为约1μm-约5μm，优选约1μm-约3μm。高岭土粘土的表面积通常为约3m2/g-约10m2/g，合适地约5m2/g-约8m2/g。煅烧粘土具有化学式Al2O3*SiO2。煅烧粘土的比表面积通常为约10m2/g-约20m2/g，合适地约15m2/g-约17m2/g。煅烧粘土的颗粒尺寸通常为约0.8μm-约4μm，优选约0.8μm-约2μm。本专利技术的填料还包括纤维素衍生物。优选纤维素衍生物是水溶性或至少部分水溶性或水可分散的，优选地为水溶性或至少部分水溶性的。优选地，纤维素衍生物是离子型的。纤维素衍生物可为阴离子型、阳离子型或两性的，优选为阴离子型或两性的。合适的纤维素衍生物的例子包括纤维素醚，例如阴离子或两性纤维素醚，优选阴离子纤维素醚。纤维素衍生物优选具有离子或带电的基团或取代基。合适的离子基团的例子包括阴离子和阳离子基团。合适的阴离子基团的例子包括羧酸盐基团例如羧烷基，磺酸盐基团例如磺烷基，磷酸盐和膦酸盐基团，其中烷基可为甲基、乙基、丙基及其混合物，合适地为甲基；合适地纤维素衍生物包含阴离子基团，该阴离子基团包本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含粘土和具有最高达约０．６５的净离子基团取代度的纤维素衍生物的填料。

【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：E圣尼，K安德森，J南德，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]