專(zhuān)利名稱(chēng)：使用粘合劑/填料團(tuán)聚物的造紙方法
使用粘合劑/填料團(tuán)聚物的造紙方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2009年3月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/160，855的優(yōu)先權(quán)， 通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容并入本文。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及造紙方法，其中使用纖維漿料來(lái)制造紙產(chǎn)品。紙張最初使用如下方法來(lái)制造其中使包含纖維素纖維的漿料在絲網(wǎng)上粗濾以產(chǎn)生紙幅，隨后將其進(jìn)一步加工以形成紙產(chǎn)品。然而，纖維相對(duì)昂貴。該工業(yè)長(zhǎng)期尋找的降低紙張成本的方法是用諸如無(wú)機(jī)顏料的較廉價(jià)物質(zhì)替代一些纖維。用顏料替代纖維的一個(gè)缺點(diǎn)是這樣做使紙產(chǎn)品損失強(qiáng)度。將希望具有容許在基本不損失紙張強(qiáng)度的情況下用顏料替換纖維的造紙方法。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，存在本文所述的改進(jìn)方法，其包括使陰離子粘合劑與陽(yáng)離子化試劑在足以使所述陰離子粘合劑轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子化的粘合劑的條件下接觸，然后使所述陽(yáng)離子化的粘合劑與陰離子顏料在基本不存在纖維的情況下接觸以形成粘合劑/顏料團(tuán)聚物，使所述團(tuán)聚物和任選的助留劑和/或其它添加劑與纖維的水性漿料接觸，和由所述漿料形成紙產(chǎn)品。通過(guò)使用本發(fā)明的陽(yáng)離子化的陰離子粘合劑代替陽(yáng)離子化的陰離子顏料來(lái)造紙的方法具有許多優(yōu)勢(shì)。由于使用相對(duì)少量的粘合劑，粘合劑陽(yáng)離子化方法比顏料的電荷轉(zhuǎn)化方法更易于控制，因?yàn)樵谠旒堉惺褂么罅康念伭?通常10-20重量％ )，因此使得該方法更易于由造紙工業(yè)實(shí)施。另外，有較少量的物質(zhì)需要電荷轉(zhuǎn)換，這有助于該方法的經(jīng)濟(jì)可行性。出乎意料的是，使用由陽(yáng)離子化的粘合劑制備的粘合劑/顏料團(tuán)聚物制備的紙張的性質(zhì)比利用依次加入顏料、陽(yáng)離子化試劑和粘合劑制備的紙張的性質(zhì)好。雖然不希望受到任何特定理論限制，但是據(jù)信在本發(fā)明的方法中生產(chǎn)的團(tuán)聚物具有沒(méi)有被陰離子電荷完全覆蓋的表面，且因此陽(yáng)離子化的粘合劑的陽(yáng)離子表面允許與陰離子纖維和其它粘合劑/ 顏料團(tuán)聚物(其中陰離子表面被暴露)的改進(jìn)的相互作用并保留到陰離子纖維和其它粘合劑/顏料團(tuán)聚物上。由于存在較低量的在濕部使用的陽(yáng)離子化試劑，所以體系變得過(guò)度陽(yáng)離子性的風(fēng)險(xiǎn)較小，且因此顏料負(fù)載增加不像在其中使用陽(yáng)離子顏料的體系一樣受限制。發(fā)明詳述對(duì)于本發(fā)明目的，術(shù)語(yǔ)“干燥”是指基本不存在水且術(shù)語(yǔ)“干基”是指干燥物質(zhì)的重量。對(duì)于本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)“共聚物”是指由至少兩種單體形成的聚合物。本文使用的術(shù)語(yǔ)“紙”是指具有不超過(guò)約300克/平方米(gsm)的基本重量的紙產(chǎn)品。對(duì)于本發(fā)明的目的，應(yīng)該理解，與本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的一致，數(shù)值范圍將用以包括且支持在該范圍內(nèi)包括的所有可能的子范圍。例如，1-100的范圍將用以表達(dá)1. 01-100,1-99. 99,1. 01-99. 99、40_60、1-55 等。本發(fā)明提供使用陰離子粘合劑、陽(yáng)離子化試劑、陰離子顏料和纖維的方法的實(shí)施方案。將陰離子粘合劑用于本發(fā)明的方法中。使用具有足以適用于制造紙張的膠粘或粘合性質(zhì)的粘合劑。粘合劑的實(shí)例例如包括丁苯膠乳、苯乙烯-丙烯酸酯膠乳、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈膠乳、苯乙烯-馬來(lái)酸酐膠乳、苯乙烯-丙烯酸酯-馬來(lái)酸酐膠乳、丙烯酸酯膠乳、中空粒子膠乳、團(tuán)聚的中空粒子膠乳、多糖、蛋白質(zhì)、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、纖維素衍生物、環(huán)氧基丙烯酸酯、聚酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯、聚醚丙烯酸酯、 聚烯烴分散體、含油樹(shù)脂、硝化纖維、聚酰胺、乙烯系共聚物和各種形式的聚丙烯酸酯。優(yōu)選的粘合劑的實(shí)例包括羧化丁苯膠乳、羧化苯乙烯-丙烯酸酯膠乳、羧化苯乙烯-丁二烯-丙烯腈膠乳、羧化苯乙烯-馬來(lái)酸酐膠乳、羧化多糖、蛋白質(zhì)、聚乙烯醇和羧化聚乙酸乙烯酯膠乳。多糖的實(shí)例包括瓊脂、海藻酸鈉和淀粉，所述淀粉包括變性淀粉，諸如熱變性淀粉、羧甲基化淀粉、羥乙基化淀粉和氧化淀粉。可適合用于本發(fā)明的方法中的蛋白質(zhì)的實(shí)例包括白蛋白、大豆蛋白質(zhì)和酪蛋白。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述粘合劑為丁苯膠乳。若干粘合劑為廣泛市售的?？墒褂谜澈蟿┑幕旌衔铩Ｓ欣厥褂玫年庪x子粘合劑包含合成膠乳或由預(yù)聚物制備的分散體，諸如至少一種聚烯烴的分散體。合成膠乳眾所周知為通過(guò)一種或多種單體的乳液聚合制備的聚合物粒子的水性分散體。所述膠乳可具有單峰或多峰(例如雙峰)粒度分布。所述膠乳還可具有核殼結(jié)構(gòu)。使用陰離子膠乳作為原料的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可利用各式各樣的陰離子膠乳，因此允許紙張制造者實(shí)現(xiàn)廣泛的目標(biāo)紙張性質(zhì)。另外，可選擇陽(yáng)離子化試劑的類(lèi)型和量以給出廣泛的對(duì)陰離子膠乳特定結(jié)合從而提供最大強(qiáng)度，且可調(diào)節(jié)陽(yáng)離子化程度以改善保留。陰離子粘合劑以足以使紙張的組分粘合在一起的量使用。有利地，每100干重份顏料使用約2-約20干重份的陰離子粘合劑，且優(yōu)選使用約3-約15干重份的陰離子粘合劑。所述陽(yáng)離子化試劑為用以使陰離子粘合劑的表面負(fù)電荷轉(zhuǎn)化為凈正電荷的物質(zhì)。 陽(yáng)離子聚合物為優(yōu)選的陽(yáng)離子化試劑?？墒褂藐?yáng)離子化試劑的混合物。陽(yáng)離子聚合物陽(yáng)離子化試劑的實(shí)例包括聚酰氨基胺-環(huán)氧鹵丙烷聚合物、聚烷基二烯丙基胺-環(huán)氧鹵丙烷聚合物、聚乙烯亞胺(在下文中，PEI)、聚(二甲基二烯丙基氯化銨)、聚丙烯酰胺、聚胺、聚乙烯基胺和陽(yáng)離子淀粉。陽(yáng)離子化試劑的優(yōu)選類(lèi)別為聚酰氨基胺-環(huán)氧氯丙烷聚合物(在下文中，PAE)。PAE的其它常見(jiàn)名稱(chēng)包括聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷、 聚酰氨基胺-環(huán)氧氯丙烷、聚酰胺(胺)環(huán)氧氯丙烷、聚(氨基酰胺)_環(huán)氧氯丙烷、聚氨基聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷、氨基聚酰胺環(huán)氧氯丙烷、聚亞烷基聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷。眾所周知，聚酰氨基胺-環(huán)氧鹵丙烷聚合物制造方法通常包括使聚酰氨基胺與過(guò)量的環(huán)氧鹵丙烷反應(yīng)以將聚酰氨基胺中的胺基團(tuán)轉(zhuǎn)化為環(huán)氧鹵丙烷加合物。在反應(yīng)期間， 在聚酰氨基胺的仲胺基團(tuán)處加入鹵代醇基團(tuán)。許多陽(yáng)離子化試劑為市售的。所述陽(yáng)離子化試劑可具有交聯(lián)官能團(tuán)。例如，聚酰氨基胺-環(huán)氧鹵丙烷聚合物具有交聯(lián)官能團(tuán)且能夠與羧基和羥基交聯(lián)。雖然不希望受任何理論限制，但是在造紙方法中該官能團(tuán)可強(qiáng)化團(tuán)聚物附著至纖維上。
陽(yáng)離子化試劑的使用量為足以使陰離子粘合劑的表面負(fù)電荷轉(zhuǎn)化為凈正電荷的量?？墒褂藐?yáng)離子化試劑與粘合劑的廣泛比率。例如，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知，在聚合陽(yáng)離子化試劑的情況下，該比率強(qiáng)烈取決于陽(yáng)離子聚合物的電荷、電荷密度、分子量和構(gòu)造。本領(lǐng)域的技術(shù)人員同樣理解對(duì)陽(yáng)離子化試劑的需要強(qiáng)烈取決于陰離子膠乳表面電荷和表面積以及PH和電解質(zhì)濃度。在PAE樹(shù)脂的情況下，各種實(shí)施方案中陽(yáng)離子化試劑與粘合劑的干重比例如可為小于1 1至約1 5，或可為小于1 1至約1 3，或可為約 0.9 1至約1 3，或可為約0.8 1至約1 3。在一個(gè)實(shí)施方案中，PAE樹(shù)脂與粘合劑的干重比可小于1 1、小于約0.9 1或小于約0.8 1。在一個(gè)實(shí)施方案中，PAE樹(shù)脂與粘合劑的干重比可為至少約1 5、至少約1 4或至少約1 3。多價(jià)化合物和單價(jià)金屬化合物能夠與陽(yáng)離子聚合物結(jié)合使用以增加陽(yáng)離子聚合物的有效性。諸如鹽的多價(jià)金屬化合物為多價(jià)陽(yáng)離子來(lái)源的實(shí)例?？墒褂眠m合形式的任何合適的多價(jià)金屬化合物以有助于陰離子膠乳的電荷轉(zhuǎn)化。多價(jià)金屬的實(shí)例包括Al、Ca、Mg、 Co、Ti、Zr、V、Nb、Mn、Fe、Ni、Cd、Sn、Sb、Bi和Zn。多價(jià)金屬化合物的實(shí)例包括各種硫酸鋁化合物(例如包括稱(chēng)為“造紙礬”或簡(jiǎn)稱(chēng)為“礬”的那些化合物)，諸如Al2(SO4)3 · ISH2O, Al2 (SO4) 3 · 16H20 和 Al2 (SO4) 3 ；聚合鋁化合物或絡(luò)合物，諸如 Al12 (OH) 24A104 (H2O) 127+ ；鐵化合物，諸如I^eSO4 · 7H20和FeCl3 · 6H20 ；和堿土金屬化合物，諸如MgCl2、MgCO3和CaCl2，其中優(yōu)選含Al的化合物。諸如K2SO4 · ISH2O的硫酸鉀化合物為單價(jià)金屬化合物的實(shí)例。本發(fā)明的方法包括使陰離子粘合劑與陽(yáng)離子化試劑在足以使所述陰離子粘合劑轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子化的粘合劑(即，具有凈正電荷的粘合劑)的條件下接觸。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，這可以以各種方式實(shí)現(xiàn)。例如，在該工藝開(kāi)始時(shí)，可使陰離子膠乳的電荷或陽(yáng)離子聚合物的電荷降低或中和以使兩種體系相容。一旦使體系相容，則混合物的陽(yáng)離子性會(huì)增加，允許陽(yáng)離子化的膠乳的凈正電荷穩(wěn)定且存在?？墒褂玫湫偷母淖兙酆衔锖头稚Ⅲw的電荷的方法來(lái)改變體系的PH。諸如羧化膠乳的陰離子粘合劑在高pH下趨于變得陰離子性更大，而具有氨基的許多陽(yáng)離子聚合物在高PH下?lián)p失其陽(yáng)離子電荷，而季銨基團(tuán)在高pH下保持帶正電荷?？梢栽陔姾赊D(zhuǎn)化工藝的不同階段使用添加劑或其它聚合物以改進(jìn)工藝穩(wěn)定性或最終使用性能。例如，可使用多價(jià)陽(yáng)離子源以抑制陰離子膠乳的負(fù)電荷，且此后可加入陽(yáng)離子聚合物以使電荷轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子并使陽(yáng)離子化的膠乳穩(wěn)定。另一實(shí)例是首先使用可在較低添加量下使陰離子膠乳轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子化的膠乳的陽(yáng)離子聚合物，且此后可使用另一陽(yáng)離子聚合物以提供其它功能性，例如交聯(lián)和/或PH穩(wěn)定性。在一個(gè)實(shí)施方案中，陽(yáng)離子化步驟依次使用兩種不同的聚合陽(yáng)離子化試劑。例如， 第一陽(yáng)離子聚合物可具有可在較低PH下被中和的帶正電的基團(tuán)。第二陽(yáng)離子聚合物可在用第一聚合物對(duì)陰離子粘合劑進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)化之后加入，且可經(jīng)選擇以例如增加正電荷、帶來(lái)新功能性(例如，交聯(lián))或允許較寬的操作PH范圍(例如，季銨基團(tuán))，使得體系在堿性造紙條件下高度帶電。有利地，在與粘合劑接觸之前，使陽(yáng)離子化試劑的pH升高以降低陽(yáng)離子化試劑的陽(yáng)離子性。在某些實(shí)施方案中，諸如在使用PEI作為陽(yáng)離子化試劑時(shí)，可將pH調(diào)節(jié)到至少 8或至少約9。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將pH調(diào)節(jié)到至少約11。pH調(diào)節(jié)有利地使用堿進(jìn)行。 堿是眾所周知的物質(zhì)且若干種堿是市售的。NaOH是堿的一個(gè)實(shí)例。有利地，在與陽(yáng)離子化試劑接觸之前，將粘合劑稀釋以實(shí)現(xiàn)降低的固含量。這在最初進(jìn)行以降低陽(yáng)離子化的膠乳的粘度。在一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑的固含量通過(guò)向粘合劑中水來(lái)調(diào)整，水的量足以實(shí)現(xiàn)約10-約25 %固體、或在另一實(shí)施方案中，約11-約15 %固體的稀釋的固含量。使稀釋的粘合劑和pH調(diào)節(jié)后的陽(yáng)離子化試劑接觸以形成混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，使稀釋的粘合劑與PH調(diào)節(jié)后的陽(yáng)離子化試劑在使得所得混合物為陽(yáng)離子化的粘合劑的均相水性分散體的條件下接觸。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，在混合下將稀釋的粘合劑加到PH調(diào)整后的陽(yáng)離子化試劑中。在一個(gè)實(shí)施方案中，降低稀釋的粘合劑和PH調(diào)節(jié)后的陽(yáng)離子化試劑的混合物的 PH以增加體系的陽(yáng)離子電荷并使粘合劑轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子粘合劑。混合物的PH可用酸降低。 許多酸為市售的。酸的實(shí)例包括HC1、H2SO4和檸檬酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，將所述pH降低到小于約5。例如，混合物的pH可用10%鹽酸(HCl)的水溶液降低到3. 5以給出陽(yáng)離子化的粘合劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，此時(shí)任選可將其它陽(yáng)離子化試劑加到陽(yáng)離子化的粘合劑中或者任選可將其加到紙配料中，所述其它陽(yáng)離子化試劑可與用于制備陽(yáng)離子化的粘合劑的陽(yáng)離子化試劑相同或不同。礬是造紙中的常見(jiàn)添加劑。例如，可將0.85重量％的礬加到陽(yáng)離子化的粘合劑中。聚合氯化鋁是可使用的其它物質(zhì)的一個(gè)實(shí)例。所使用的顏料或填料包含陰離子粒子。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述顏料主要為無(wú)機(jī)顏料。有利地，所述顏料包含選自以下各物中的至少一種物質(zhì)氫氧化鋁、文石、硫酸鋇、方解石、硫酸鈣、石膏、白云石、氫氧化鎂、碳酸鎂、菱鎂礦、碳酸鈣、研磨碳酸鈣、沉淀碳酸鈣、 二氧化鈦(例如，金紅石和/或銳鈦礦)、緞光白、氧化鋅、氧化硅、三水合氧化鋁、云母、滑石、粘土、高嶺土、煅燒粘土、硅藻土和球霰石或其任何組合。優(yōu)選的顏料包括任何合適形式的碳酸鈣、高嶺土、以任何合適形式的二氧化鈦、和硫酸鈣，其中更優(yōu)選研磨碳酸鈣、沉淀碳酸鈣。可使用顏料的混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合或塑性顏料(諸如以膠乳形式的聚苯乙烯粒子)構(gòu)成所述顏料的一部分。多種顏料為市售的。顏料的使用量可廣泛變化。所述顏料在造紙中可具有若干功能，包括降低成本和改進(jìn)紙張的光學(xué)性質(zhì)。在多種實(shí)施方案中，顏料的使用量為最終紙產(chǎn)品重量的10-約80重量％，或?yàn)樽罱K紙產(chǎn)品重量的約20-約60重量％。所述方法還包括使所述陽(yáng)離子化的粘合劑與陰離子顏料接觸以形成粘合劑/顏料團(tuán)聚物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該接觸通過(guò)將所述陽(yáng)離子化的粘合劑加到所述陰離子顏料的漿料中實(shí)現(xiàn)。該接觸可在基本不存在纖維的情況下完成。優(yōu)選該接觸以使得所得混合物為團(tuán)聚物的均相水性分散體的方式進(jìn)行。團(tuán)聚物的形成可由例如包括混合速度、粘度、添加速度和混合器類(lèi)型及構(gòu)造的本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的因素控制。陽(yáng)離子化的粘合劑和陰離子顏料的團(tuán)聚物可稱(chēng)為“雜-團(tuán)聚物”，因?yàn)槠浣M分之一為陽(yáng)離子化的粘合劑且另一組分為陰離子顏料。所述團(tuán)聚物以足以將至少一些纖維粘合到紙幅的量使用。有利地，在最終紙張中使用約5-約70重量％的團(tuán)聚物，且優(yōu)選使用約10-約50重量份的團(tuán)聚物?？赏ㄟ^(guò)在常規(guī)造紙條件下使用所述團(tuán)聚物而將所述團(tuán)聚物用以制備紙產(chǎn)品，諸如紙板；和用于印刷、書(shū)寫(xiě)或包裝的紙張。在一個(gè)實(shí)施方案中，產(chǎn)品基本不含礦棉、珍珠巖或兩者。在一個(gè)實(shí)施方案中，紙產(chǎn)品不包括吊頂板材或鋪地用毯，因?yàn)榈蹴敯宀幕蜾伒赜锰和ǔ＞哂写笥?00gsm的基重。本領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知造紙中涉及的方法和物質(zhì)，包括可使用的纖維的選擇。在一個(gè)實(shí)施方案中，所使用的纖維主要是纖維素纖維。有利地，本發(fā)明的團(tuán)聚物允許在造紙工藝中使用相對(duì)于纖維而言較高量的顏料。 例如，可以用本發(fā)明的團(tuán)聚的顏料替代紙漿配料中約5-約70干重％的纖維。如果需要，則可將一種或多種常規(guī)添加劑合并到本發(fā)明的組合物中以改進(jìn)其性質(zhì)。這些添加劑的實(shí)例包括常規(guī)增稠劑、分散劑、染料和/或著色劑、抗微生物劑、消泡劑、 光學(xué)增白劑、濕強(qiáng)度劑、潤(rùn)滑劑、保水劑、交聯(lián)劑、表面活性劑等。發(fā)明的具體實(shí)施方案給出下列實(shí)施例以說(shuō)明本發(fā)明且不應(yīng)該將其視為在范圍上的限制。除非另有陳述，否則所有份數(shù)和百分?jǐn)?shù)都是以重量計(jì)。試驗(yàn)方法拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度測(cè)量用 Instron 3365(自 Illinois Tool Works Inc. ,Massachusetts, USA購(gòu)得)使用下列設(shè)置進(jìn)行-速度=25mm/min-夾具之間的距離6cm-樣品長(zhǎng)度75mm-端部的樣品寬度10_
-中間的樣品寬度5mm。樣品厚度從試樣的多個(gè)點(diǎn)分析。使用最低厚度(最弱的點(diǎn))來(lái)計(jì)算最大負(fù)載下的拉伸應(yīng)力(以N/mm2報(bào)告)。另一記錄值為最大負(fù)荷(以N報(bào)告)。物質(zhì)在實(shí)施例中使用下列物質(zhì)。顏料A 具有85 % < 2 μ m的粒度的天然研磨碳酸鈣在水中的分散體 (Hydrocarb(R)Ho-ME 65，購(gòu)自 Omya，Of tringen，瑞士)，65%固含量。膠乳A羧化丁苯膠乳(DL 945，購(gòu)自 Dow Chemical Company,Midland,Michigan, USA)，在水中有50%固體。膠乳A具有130nm的平均粒度和6°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。陽(yáng)離子膠乳B:陽(yáng)離子聚合的丁苯膠乳。陽(yáng)離子膠乳B具有140nm的平均粒度和-0. 7°C的Tg。該膠乳的ζ電位在ρΗ 7. 0下為17. 9mV。PAE樹(shù)脂陽(yáng)離子聚酰氨基胺-環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂(Kymene 920，購(gòu)自Hercules GmbH，德國(guó))定色劑CatiofastVHF(購(gòu)自 BASF，德國(guó))絮凝劑=Polymin540 (購(gòu)自 BASF,德國(guó))礬十六水合硫酸鋁(Al2(SO4) 3 · 16H20)(購(gòu)自 Sigma Aldrich，瑞士 )硬木纖維Jariliptus (購(gòu)自 Jari Celullose SA.，巴西)軟木纖維=Botnia長(zhǎng)纖維針葉木漿(購(gòu)自O(shè)y MetSa -Botnia AB，芬蘭)實(shí)施例1 制備陽(yáng)離子化的粘合劑使用表1中描述的配方制備兩種陽(yáng)離子膠乳粘合劑體系，分別命名為陽(yáng)離子化的膠乳1 1和陽(yáng)離子化的膠乳3 1。將膠乳A用水稀釋以實(shí)現(xiàn)12重量％的最終固含量。 Kymene 920的pH用NaOH增加到11。將稀釋的膠乳緩慢加到Kymene 920中，同時(shí)用磁力攪拌器混合。所得混合物的PH用10%鹽酸降低到3. 5以使體系陽(yáng)離子化。隨后，將0.85 重量％ (干燥/干燥)礬(Al2(SO4)3-IeH2O)加到陽(yáng)離子化的膠乳混合物中。表1.陽(yáng)離子化的膠乳的配方(干重份數(shù))
組分陽(yáng)離子化的膠乳11陽(yáng)離子化的膠乳31Kymene 920100100DL 945100300礬1. 11. 1pH3. 53. 5固體]1212實(shí)施例2.制備粘合劑/顏料團(tuán)聚物將顏料A稀釋以達(dá)到12%的最終固含量。將多種膠乳加到顏料A的漿料中，同時(shí)用磁力攪拌器混合。將混合物攪拌16小時(shí)。制備團(tuán)聚物中的各組分的量示于表2中。將兩種雜-團(tuán)聚物分別命名為HeC 945 1 1和HeC 945 3 1，且使用實(shí)施例1的陽(yáng)離子化的膠乳制備。出于對(duì)比目的，使用陽(yáng)離子膠乳B制備一種團(tuán)聚物，將其命名為B 35 3。表2.團(tuán)聚物的配方
組分B 35 3HeC945 1 1HeC945 3 1顏料A100100100陽(yáng)離子膠乳B 35 38. 6陽(yáng)離子化的膠乳116. 7陽(yáng)離子化的膠乳316. 7固含量]1212123.()將紙漿用紙漿粉碎機(jī)(967型，Kar 1 Frank GmbH)破碎到2 %的稠度。用實(shí)驗(yàn)室打漿機(jī)(3-3型，Lorentzen Wettre)進(jìn)行打漿。Jariliptus紙漿的打漿進(jìn)行到 Shopper-Riegler 30° 且將 Botnia紙菜打菜到 Shopper-Riegler 25°。將紙菜以 70 30 比率(Jariliptus =Botnia)混合且將稠度或固含量設(shè)定為0. 5%。將定色劑Catiofast VHF 用自來(lái)水稀釋到1重量％。將Polymin 540用自來(lái)水稀釋到0. 05重量％ (逐滴加入，同時(shí)混合)。手抄紙制備的配方在表3中描述。各步驟之間的時(shí)間為約10秒。
在前段的方法中對(duì)混合器使用下列添加順序1.加入纖維混合物2.加入稀釋的定色劑Catiofast VHF3.加入顏料A4.加入稀釋的膠乳(任選的，僅在對(duì)比實(shí)驗(yàn)4中)5.加入稀釋的絮凝劑Polymin 5406.將全部制劑加到紙頁(yè)成形器中手抄紙使用如該實(shí)施例中所述制備的制劑用紙頁(yè)成形器(853型，Karl Frank GmbH)制造。在96°C下的干燥時(shí)間為約10分鐘。手抄紙的目標(biāo)重量為2. 55g。顏料和其它組分的保留值通過(guò)比較實(shí)際重量與目標(biāo)重量來(lái)計(jì)算。為了簡(jiǎn)化分析，所有損失重量從填料的加入量中減去以得到表12中給出的“實(shí)際填料％”。所得紙張和在下列實(shí)施例和對(duì)比實(shí)驗(yàn)中制備的紙張的性質(zhì)在表12中給出。表3.沒(méi)有任何聚合粘合劑的參考配方
權(quán)利要求
1.方法，其包括使陰離子粘合劑與陽(yáng)離子化試劑在足以使所述陰離子粘合劑轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子化的粘合劑的條件下接觸，然后使所述陽(yáng)離子化的粘合劑與陰離子顏料在基本不存在纖維的情況下接觸以形成粘合劑/顏料團(tuán)聚物，使所述團(tuán)聚物和任選的助留劑和/或其它添加劑與纖維的水性漿料接觸，和由所述漿料形成紙產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述粘合劑包含合成膠乳。
3.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述陽(yáng)離子化試劑具有交聯(lián)功能。
4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述陽(yáng)離子化試劑為聚酰氨基胺-環(huán)氧鹵丙烷聚合物。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中陽(yáng)離子化試劑與粘合劑的干重比為小于約 1 1 至約 1 3。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中使用至少兩種不同的陽(yáng)離子化試劑。
7.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述陽(yáng)離子化試劑為聚酰氨基胺-環(huán)氧氯丙烷聚合物。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述紙產(chǎn)品為印刷紙或書(shū)寫(xiě)紙。
9.方法，其包括使陰離子膠乳與聚酰氨基胺-環(huán)氧氯丙烷聚合物在足以使所述陰離子膠乳轉(zhuǎn)化為陽(yáng)離子化的膠乳的條件下接觸，然后使所述陽(yáng)離子化的膠乳與陰離子顏料在基本不存在纖維的情況下接觸以形成膠乳/顏料團(tuán)聚物，使所述團(tuán)聚物和任選的助留劑與纖維的水性漿料接觸，和由所述漿料形成紙產(chǎn)品。
10.紙產(chǎn)品，其通過(guò)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法制備。
全文摘要
本發(fā)明涉及造紙的方法，其包括使陰離子粘合劑與陽(yáng)離子化試劑接觸以產(chǎn)生陽(yáng)離子化的粘合劑，使所述陽(yáng)離子化的粘合劑與陰離子顏料接觸以形成粘合劑/顏料團(tuán)聚物，使所述團(tuán)聚物與纖維的水性漿料接觸，和由所述漿料形成紙產(chǎn)品。所述團(tuán)聚物可降低生產(chǎn)的紙產(chǎn)品的總成本，同時(shí)保持紙張的強(qiáng)度處于可接受的水平。
文檔編號(hào)D21H17/44GK102356198SQ201080012070
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者J·巴德, J·維厄呂克, P·薩爾米寧 申請(qǐng)人:思迪隆歐洲有限公司