[其他]填料組合物及其在纖維紙材制造中的應用

無效

• 申請號: 87106213
• 申請日: 1987-09-09
• 公開（公告）號: CN87106213A
• 公開（公告）日: 1988-03-23
• 發明（設計）人: 巴巴拉·瑪麗·克利西羅;特雷弗·威廉·里奇利·迪安;約翰·艾倫·蓋斯科因;伯恩哈·厄恩斯特·范艾昂
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: D21H3/78
• 分類號: D21H3/78;D21D3/00;D04H1/64
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 盧新華,魏金璽

本發明概括涉及加填纖維紙料的制造，特別是涉及含有一種填料的組合物，使用這些填料組合物制造纖維紙料，尤其是紙張、紙板、無紡布和復合紙品的方法，由這些方法制造的纖維紙料，以及制備填料組合物的干配料和濃縮液體配料。

紙張和紙板的制造中，經常把顆粒物料加到制造紙張或紙板的紙漿中，例如無機顏料，用于加填和裝料。常用的無機填料比紙漿便宜得多，因此降低了紙張或紙板成品的成本;然而，填料可用于改進紙品的亮度、不透明度、手感、吸墨性能和適印性。但填料總要降低紙品的強度。而且，填料顆粒在纖維紙幅從紙漿成形期間，會隨排水流失到水中去，不過流失量取決于多種因素，如填料的粒度、比重等。

加入助留劑可減少填料流失。某些助留劑能起中和填料顆粒和纖維表面形成的負電荷的作用，因而促進填料和纖維的共絮凝，這類電荷位移助留劑包括分子量為10³-10⁵量級的聚合絮凝劑，其中含有胺或四價銨基，例如聚酰胺-表氯醇縮合物或聚（二甲基二烯丙基氯化銨）。然而，更有效的助留劑是分子量更高的通常為10⁶-10⁷量級的聚合絮凝劑，其中常用離子共聚合物，特別常用丙烯酰胺，不過聚乙烯-亞胺和乙烯吡啶聚合物也是有效的。這些高分子量聚合物可稱為“橋鍵”聚合物，因為它們能通過相互吸附的顆粒間形成分子橋鍵而促進絮凝。造紙領域中，描述使用填料和助留劑的文章，例如可見于Kirk-Ofhmer的化工百科全書第三版第16卷，第768-825頁的“紙”和“造紙添加劑”中所列。例如在陽離子淀粉存在下，可用于造紙的有價值的絮凝劑，最近公開于EP-A-0????172????723。這些文獻所述的技術列在本文作為參考。

美國專利2027090（Carter）公開了將一種物質分散到能絮凝成一堅固的凝膠的連續相中，把該物質分散到紙中或類似物中的方法，這種連續相的一個具體例子是粘膠纖維的水溶液。凝膠被細分成顆粒（如在造紙的打漿機中）。進而，纖維被粘附到凝膠顆粒中，突出于凝膠顆粒上，這些纖維最好在一開始就被引入和分散到作連續相的膠體分散液中。凝膠顆粒被認為是包圍或密封了分散物質的顆粒。Carter的方法適于摻入粘性物質，如酚-甲醛縮合產物，但過去也提到過無機填料。所說的纖維（對于凝膠顆粒來說，它起“支撐點”的作用）最好與造紙的紙漿原料相同，但也特別提到人造絲和石棉纖維。

為了達到高填料含量，同時保持滿意的強度性能，特別是抗張強度和耐破強度，已建議采用預絮凝填料組合物，這就是說，在填料加入造紙原料之前，先向填料中加入一種絮凝劑，特別是一種高分子量合成聚合物（見M.C.Riddell等人，Paper????Technology.17（2），76（1976）和英國專利說明書1552243號，其中的描述在此引入作為參考）。

已經發現，用常規方法把填料摻入紙張或其它纖維紙品中，會使紙品撕裂度變差，難以保持良好的成形性能和合適的抗張性能。

本發明現提供一種適于制造纖維紙料的填料組合物，該組合物含有（a）填料顆粒;（b）纖維，選自（1）合成有機纖維，（2）纖維平均長度至少為4毫米的天然有機纖維和（3）無機纖維;（c）能在填料顆粒和纖維（b）之間起偶聯劑作用的聚合物。

在造紙等體系中應用預絮凝填料通常是有利的。因此，本發明組合物最好還含有（d）一種填料顆粒的絮凝劑和/或此組合物含有作為組分（c）的一種聚合物或幾種聚合物，但它們也起填料顆粒間絮凝劑的作用。起加強絮凝劑和/或偶聯劑功效的一種輔藥也可包括。

已經發現，按照本發明的填料組合物中包含纖維（b），能在保持滿意的抗張強度的同時，改善加入該填料的纖維紙材的撕裂度，即使填料含量高時也一樣。也已發現，即使在高填料含量時，纖維（b）也能使纖維紙材保持特別高的松密度和孔隙率。可以設想本發明在濕鋪法無紡布的制造過程中具有重大價值，特別是通過紙幅成形期間改進排水因而減小干燥負荷以及增加了漿的精磨，既增加了成品紙的填料含量或降低了每平方米的克重（單位面積的重量或基本重量），又保持了滿意的強度性能，特別是撕裂度。

因此本發明也提供一種經對含水纖維紙漿脫水（通常要經脫水）來制造纖維紙材（如紙張）的工藝方法，其中在脫水開始前將本發明的填料組合物加入纖維紙漿中。在一種連續工藝中，這意味著向纖維紙漿中加填料組合物的加料位置是在紙漿脫水形成紙材區的上游（如由生產紙張、紙板或濕鋪法無紡布的常規造紙機的成形區所規定的區域）。