專利名稱：細(xì)碎填料水漿的制備及其用于制造高填料含量和高干強度紙的用途的制作方法
細(xì)碎填料水漿的制備及其用于制造高填料含量和高干強度紙的用途本申請是申請?zhí)枮?00810178501.3、申請日為2008年7月4日、發(fā)明名稱為“細(xì)碎填料水漿的制備及其用于制造高填料含量和高干強度紙的用途”的專利申請的分案申請。本發(fā)明涉及處理細(xì)碎填料水漿的方法及這些水漿用于制造高填料含量和高干強度紙的用途。在生產(chǎn)含填料的紙的過程中，向纖維懸浮液中加入填料漿液，然后將其送往造紙機的成形器。為了在紙張中保留盡可能多的填料，通常在填料/纖維懸浮液中加入助留劑或助留劑體系。在紙中添加填料可使得造紙者實現(xiàn)紙張性能的諸多改善。這些性能包括例如不透明度、白度、觸覺性能和可印刷性。此外，如果填料比纖維廉價，添加填料或加大填料的添加會減少纖維的比例，從而降低紙的生產(chǎn)成本。與不含填料和填料含量較低的紙相比，含填料的紙或填料含量特別高的紙更容易被干燥。這樣，造紙機的運行可以更快，并且蒸汽消耗降低，這提高了生產(chǎn)效率并減少了生產(chǎn)成本。但是，在纖維懸浮液中添加填料也有缺點，這些缺點只能通過添加其它紙助劑來部分補償。對于給定的紙張定量，可用的填料的量是有限度的。紙的強度性能通常是限制紙中填料量的最重要參數(shù)。其它因素，例如填料留著率、紙料懸浮液的濾水性和助留及施膠過程中的任何增加的化學(xué)品需求也會起一定作用。在有些情況下，通過使用干強度劑和濕強度劑，紙強度性能的損失可以完全或部分地得到補償。通常的做法是，將陽離子淀粉作為干強度劑加入紙料中。也使用合成的干強度劑和濕強度劑，例如基于陽離子或陰離子聚丙烯酰胺的那些。但是，在大多數(shù)情況下，添加量和增強效果都是受限制的。同樣地，對于通過增加填料和切實可以實現(xiàn)的填料增加而帶來的強度損失，補·償效果也是受限制的。此外，并不是所有的強度性能都能得到同等程度的提高，一些情況下，它們并不能通過使用干強度劑而得到足夠的提高。其中一個重要的例子是撕裂強度，與其它強度參數(shù)相比，通過使用淀粉或合成干強度劑，它僅僅會受到輕微影響。另一方面，紙中填料含量的增加通常對撕裂強度有非常不利的影響。其它重要性能是紙的厚度和挺度。對于同樣的紙張定量，填料含量的增加導(dǎo)致紙密度的增加和紙厚度的減少。后者帶來紙挺度相應(yīng)的降低。在多數(shù)情況下，紙挺度的降低不能僅通過使用干強度劑而得到補償。經(jīng)常地，有必要使用附加措施，例如，降低砑光單元中、砑光機中或造紙機干燥部中壓制部分的機械壓力。后者完全或部分地補償了由于增加填料造成的厚度損失。W003/087472A1公開了一種方法，其中描述了使用包含膨脹淀粉顆粒和膠乳的組合物對填料進(jìn)行的處理。在該文獻(xiàn)中所使用的膠乳是水不溶的，并且以分散體的形式存在。獨立地制備該組合物，然后將其加入未經(jīng)處理的填料漿中；最后，將其加入纖維中并形成紙張。根據(jù)W003/087472A1的教導(dǎo)，淀粉顆粒是膨脹的淀粉顆粒。此外，該組合物還可以包含其它共添加劑，例如陰離子或陽離子共添加劑。本發(fā)明的目的是提供另一替代性的、用于處理細(xì)碎填料水漿的方法。用它生產(chǎn)的紙應(yīng)當(dāng)具有與填料含量低的傳統(tǒng)紙相當(dāng)?shù)膹姸刃阅?。這些強度性能尤其包括干裂斷長、內(nèi)粘合強度和紙挺度。根據(jù)本發(fā)明，通過處理細(xì)碎填料水漿的方法實現(xiàn)了該目的，所述處理如下進(jìn)行:將至少一種細(xì)碎填料的水漿加熱，然后添加至少一種膠乳的水分散液。通過本發(fā)明方法制備的水漿包含，例如，1- 70重量％、優(yōu)選5 - 50重量％、更優(yōu)選10 - 40重量％的至少一種細(xì)碎填料?；谒鎏盍?，膠乳的量為例如0.01 — 10重量％，優(yōu)選0.1 — 5重量,更優(yōu)選0.2 — 3重量。根據(jù)本發(fā)明，在添加至少一種膠乳的水分散液之前，通過加熱對所述至少一種細(xì)碎填料的水漿進(jìn)行預(yù)處理。例如，將水漿加熱到至少40°C、優(yōu)選至少45°C、更優(yōu)選至少50°C(每種情況都是在大氣壓力下)的溫度，當(dāng)然不超過水漿的沸點(大氣壓下)。通常，通過提供能量實現(xiàn)加熱。如果所用的細(xì)碎填料是碳酸鈣，那么還可以使用通過通入二氧化碳從石灰乳沉淀出碳酸鈣的過程中釋放出的熱。用這種方式制備的碳酸鈣漿料對于本發(fā)明方法而言已被充分加熱。因此，在實踐中，例如，可以在填料制造者的廠房中實施填料碳酸鈣的沉淀。然后按照本發(fā)明的方法，通過添加至少一種膠乳的水分散液，對由于反應(yīng)釋放出的熱而仍然是熱的填料漿液進(jìn)行處理。在這種情況下，為增加該漿液的儲存穩(wěn)定性和運輸穩(wěn)定性，優(yōu)選加入分散劑，例如聚丙烯酸(Polysalz S , BASF SE)。之后，可以將所述經(jīng)過處理和分散的漿液濃縮，例如，通過離心使固含量最高達(dá)50 %，優(yōu)選最高達(dá)60 %，更優(yōu)選最高達(dá)65 %。最終對造紙廠的最終處理者來說，這種細(xì)碎填料的漿液是既可儲存又可運輸?shù)摹；蛘?，例如，可以先通過本發(fā)明方法，通過加熱并添加至少一種膠乳的水分散液對作為填料的碳酸鈣進(jìn)行處理，然后進(jìn)行濃縮以產(chǎn)生粉末，例如通過噴霧干燥。如果合適，噴霧干燥可以在使用市售 噴霧助劑的情況下進(jìn)行，甚至還可以任選地使用上述分散劑。這種方法變體的優(yōu)點在于，經(jīng)處理的填料可以以固態(tài)形式(即，沒有水)運至造紙廠的最終處理者?？梢酝ㄟ^添加水在現(xiàn)場將所述經(jīng)處理的填料再分散。在本文中，術(shù)語膠乳是指不溶于水的均聚物和共聚物，其優(yōu)選以分散體或乳液的形式使用。膠乳優(yōu)選包含至少40重量％、優(yōu)選至少60重量％、更優(yōu)選至少80重量％的所謂主單體(a)。主單體(a)選自由C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯、含最多達(dá)20個碳原子的羧酸的乙烯基酯、具有最多達(dá)20個碳原子的乙烯基芳香族化合物、烯鍵式不飽和腈、乙烯基鹵、含I至10個碳原子的醇的乙烯基醚、具有2至8個碳原子和一個或兩個雙鍵的脂族烴以及這些單體的混合物組成的組。例如，可以提及具WC1-Cltl烷基的烷基(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯和2-乙基己基丙烯酸酯。特別地，烷基(甲基)丙烯酸酯的混合物也是合適的。具有I 一 20個碳原子的羧酸的乙烯基酯有例如月桂酸乙烯基酯、硬脂酸乙烯基酷、丙酸乙稀基酷、具有支鏈的燒基竣酸乙稀基酷和乙酸乙稀基酷。合適的乙烯基芳香族化合物是乙烯基甲苯、a -和P-甲基苯乙烯、a - 丁基苯乙烯、4-正丁基苯乙烯、4-正癸基苯乙烯和優(yōu)選地，苯乙烯。腈的例子是丙烯腈和甲基丙烯月青。乙烯基鹵是氯、氟或溴取代的烯鍵式不飽和化合物，優(yōu)選氯乙烯和偏二氯乙烯。例如，作為乙烯基醚，可以提及乙烯基甲基醚或乙烯基異丁基醚。優(yōu)選的是含I 一 4個碳原子的醇的乙烯基醚。作為具有2 - 8個碳原子和一個或兩個雙鍵的脂族烴，可以提及乙烯、丙烯、丁二烯、異戊二烯和氯丁二烯。優(yōu)選的主單體(a)是C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯，以及烷基(甲基)丙烯酸酯與乙烯基芳香族化合物(特別是苯乙烯)的混合物(又被總稱為聚丙烯酸脂膠乳)，或是具有2個雙鍵的烴，特別是丁二烯，或者是這些烴和乙烯基芳香族化合物(特別是苯乙烯)的混合物(又被總稱為聚丁二烯膠乳)。在是聚丙烯酸脂膠乳的情況下，烷基(甲基)丙烯酸酯與乙烯基芳香族化合物(優(yōu)選苯乙烯)的重量比可以是，例如，10: 90至90: 10，優(yōu)選20: 80至80: 20。在是聚丁二烯膠乳的情況下，丁二烯和乙烯基芳香族化合物(優(yōu)選苯乙烯)的重量比可以是，例如，10: 90至90: 10，優(yōu)選20: 80至80: 20。除了主單體(a)之外，膠乳還可以包含附加的單體(b)，例如，具有羧基、磺基或膦酸基團的單體。羧基的優(yōu)選。例如，可以提及丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸或者富馬酸和烏頭酸。膠乳中烯鍵式不飽和酸的量通常少于10重量％。其它單體(b)有例如包含羥基的單體，特別是C1-Cltl羥烷基(甲基)丙烯酸酯，或酰胺，例如(甲基)丙烯酰胺。其它單體(b)是具有至少兩個雙鍵、能夠進(jìn)行自由基聚合的化合物，優(yōu)選具有2 -6個、更優(yōu)選2 - 4個、更優(yōu)選2或3個、特別是2個雙鍵。這些化合物又被稱為交聯(lián)劑。能夠進(jìn)行自由基聚合的交聯(lián)劑(b)的所述至少兩個雙鍵可以選自由(甲基)丙烯?；⒁蚁┗?、乙烯基酯、烯丙基醚和烯丙基酯基團組成的組。交聯(lián)劑(b)的例子有1，2-乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，1，3-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，2-丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4- 丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二乙烯基醚，1，6-己二醇二乙烯基醚、1，4-環(huán)己二醇二乙烯基醚、二乙烯基苯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸甲代烯丙酯、甲基丙烯酸甲代烯丙酯、(甲基)丙烯酸3- 丁烯-2-基酯、(甲基)丙烯酸2- 丁烯-1-基酯、(甲基)丙烯酸3-甲基-2- 丁烯-1-基酯、(甲基)丙烯酸與香葉醇、香茅醇、肉桂醇、甘油單烯丙基醚或甘油二烯丙基醚、三羥甲基丙烷單烯丙基醚或三羥甲基丙烷二烯丙基醚、乙二醇單烯丙基醚、二甘醇單烯丙基醚、丙二醇單烯丙基醚、二丙二醇單烯丙基醚、1，3-丙二醇單烯丙基醚、1，4-丁二醇單烯丙基醚的酯、以及二烯丙基衣康酸酯。優(yōu)選的是丙烯酸烯丙酯、二乙烯基苯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯和1，6_己二醇二丙烯酸酯。優(yōu)選使用的聚丙烯酸酯膠乳是由乙烯基芳香族化合物、C1-C20烷基(甲基)丙烯酸酯和其它親水性單體(例如(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸)組成的那些。例如，這些優(yōu)選的聚 丙烯酸酯膠乳包含20-50重量％的苯乙烯、30-80重量％的C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯和0-30重量％的其它親水性單體，例如(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸。
膠乳通常通過乳液聚合的方式制備，因此，得到的聚合物是乳液聚合物。由自由基乳液聚合法制備聚合物水分散液本身是已知的(參見Houben-Weyl,有機化學(xué)方法Methodender organischen Chemie,第XIV卷，高分子物質(zhì)Makromolekulare Stoffe,在上述引文中，133頁起之各頁)。在制備膠乳的乳液聚合中，使用離子和/或非離子乳化劑和/或保護(hù)膠體或穩(wěn)定劑作為表面活性化合物。基于待聚合的單體，這些表面活性物質(zhì)的使用量通常為0.1 — 10重量％，優(yōu)選0.2 — 3重量。傳統(tǒng)的乳化劑有例如高級脂肪醇硫酸酯的銨鹽或堿金屬鹽(例如，正月桂基硫酸鈉)、脂肪醇磷酸酯、乙氧基化度為3-30的乙氧基化C8-Cltl烷基酚、乙氧基化度為5 — 50的乙氧基化C8-C25脂肪醇。非離子和離子乳化劑的混合物也是可以的。包含磷酸酯或硫酸酯基團的乙氧基化和/或丙氧基化的烷基酚和/或脂肪醇也是合適的。其它合適的乳化劑在 Houben-Weyl,有機化學(xué)方法Methoden der organischen Chemie,第 XIV 卷，高分子物質(zhì)Makromolekulare Stoffe,Georg Thieme 出版社,斯圖加特，1961,第 192 — 209 頁中提及。用于制備膠乳的乳液聚合的水溶性引發(fā)劑有例如過二硫酸的銨鹽或堿金屬鹽，例如過二硫酸鈉；過氧化氫；或有機過氧化物，例如叔丁基過氧化氫。所謂的還原-氧化(氧化還原)體系也是合適的?；诖酆系膯误w，引發(fā)劑的量通常為0.1 — 10重量％ ,優(yōu)選0.5 — 5重量％。也可以在乳液聚合中使用多種不同的引發(fā)劑。還可以在乳液聚合中使用調(diào)節(jié)劑，例如基于100重量份待聚合的單體，使用0 — 3重量份，由此降低摩爾量。例如，具有硫醇基的化合物，例如叔丁基硫醇、巰基羥基乙酸乙基丙稀酸酷、疏基乙塊基醇、疏基丙基二甲氧基娃燒或叔十~■燒基硫醇，或沒有硫醇基的調(diào)節(jié)齊U，特別是例如萜品油烯，是適合的。
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制備膠乳的乳液聚合通常在30 - 130°C、優(yōu)選50 — 100°C的溫度進(jìn)行。聚合介質(zhì)可以僅由水組成，或由水和可混于水的液體(例如甲醇)的混合物組成。乳液聚合可以以分批法進(jìn)行，也可以以包括步驟或梯度程序的進(jìn)料工藝的方式進(jìn)行。進(jìn)料工藝是優(yōu)選的，其中首先取一部分聚合批料，加熱到聚合溫度并預(yù)聚合，然后連續(xù)地、分步地或在濃度梯度疊加的情況下(通常經(jīng)過多個空間獨立的進(jìn)料，其中一個或多個進(jìn)料包含純單體或乳化形式的單體，同時保持聚合)將剩余聚合批料加入聚合區(qū)。例如為了更好地調(diào)整粒度，在聚合過程中，還可以先取出聚合物種子。在自由基水乳狀液聚合過程中，引發(fā)劑加入聚合容器中的方式是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的?？梢韵葘⒁l(fā)劑完全加入聚合容器中，或者以其在自由基水乳狀液聚合過程中的消耗速率連續(xù)使用或分批使用。這具體取決于引發(fā)劑體系的化學(xué)性質(zhì)以及聚合溫度。優(yōu)選地，取其一部分，剩余部分根據(jù)消耗速率加入聚合區(qū)。為移除殘留單體，還通常在實際乳液聚合的末端之后加入引發(fā)劑，例如，在至少95%的單體轉(zhuǎn)化之后。在進(jìn)料工藝中，各成分可以從上面、側(cè)面或通過反應(yīng)器底部的下面加入反應(yīng)器中。在(共)聚合之后，還可以至少部分地將膠乳中存在的酸基團中和。例如，這可以通過使用堿金屬或堿土金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽進(jìn)行，優(yōu)選使用氫氧化物，其中任何合適的對離子或多個對離子，例如Li +、Na +、K +、Cs +、Mg2 +、Ca2 +或Ba2 +，可以與氫氧根結(jié)合。此外，氨或胺也適于中和。氫氧化銨、氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液是優(yōu)選的。在乳液聚合中，獲得了固含量通常為15 - 75重量％、優(yōu)選40% — 75重量％的膠乳水分散液。膠乳的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg為，例如-30 - 100°C的范圍，優(yōu)選-5 — 70°C的范圍，并且更優(yōu)選0 — 40°C的范圍(根據(jù)DIN EN IS011357的DSC方法測定)。膠乳的粒度優(yōu)選在10 -1OOOnm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在50 — 300nm的范圍內(nèi)(用Malvern Autosizer2C 測定)。根據(jù)本發(fā)明，至少一種膠乳的水分散液被用來處理預(yù)先加熱的細(xì)碎填料。合適的填料是通?？捎糜谠旒埞I(yè)的所有顏料，并可包含無機材料，例如可以以研磨碳酸鈣(GCC)、白堊、大理石或沉淀碳酸鈣(PCC)形式使用的碳酸鈣、滑石、高嶺土、膨潤土、緞光白、硫酸鈣、硫酸鋇或二氧化鈦。也可以使用兩種或者多種顏料的混合物。平均顆粒直徑為例如0.5 — 30微米，優(yōu)選I 一 10微米。此外，細(xì)碎填料的水衆(zhòng)還可以包含最聞達(dá)5重量、優(yōu)選最聞達(dá)I重量、更優(yōu)選最高達(dá)0.01 - 0.3重量％的共添加劑。這些共添加劑優(yōu)選最后添加到已加熱的至少一種細(xì)碎填料的水漿中，即，在添加至少一種膠乳的水分散液之后添加。在本發(fā)明中，共添加劑指陰離子和陽離子共添加劑。陰離子共添加劑有例如羧甲基纖維素、聚丙烯酸、陰離子聚丙烯酰胺、藻酸鹽和無機成分，例如膠態(tài)二氧化硅和膨潤土。合適的陽離子共添加劑有例如脫乙酰殼多糖、聚乙烯基胺、聚亞乙基亞胺、聚二烷基二甲基氯化銨、明礬、聚合氯化鋁、以及三價和四價陽離子。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，首先將至少一種細(xì)碎填料的水漿加熱，由此制備細(xì)碎填料的水漿。然后，將至少一種膠乳的水分散液加入該已加熱的至少一種細(xì)碎填料的水漿中。例如，將填料加入水中，產(chǎn)生水漿 ，由此對填料進(jìn)行加工。通常在不存在分散劑的情況下將沉淀碳酸鈣懸浮于水中。為了制備其它填料的水漿，通常使用陰離子分散劑，例如平均摩爾量Mw為例如1000 — 40000道爾頓的聚丙烯酸。如果使用陰尚子分散劑，可使用例如0.01 —
0.5重量％、優(yōu)選0.2 — 0.3重量％的陰尚子分散劑制備填料水衆(zhòng)。在陰尚子分散劑的存在下分散于水中的細(xì)碎填料是陰離子的。該水漿包含例如10 - 30重量％、通常15 — 25重量％的至少一種填料。在根據(jù)本發(fā)明方法的另一實施方案，通過下述措施對所述至少一種膠乳的水分散液進(jìn)行附加的處理或不穩(wěn)定化:a)改變 pH ；b)添加與膠乳分散液電荷相反的無機離子，尤其是添加離子，例如Ca2 +或Al3+;c)添加與膠乳分散液電荷相反的多電荷有機化合物；d)添加與膠乳分散液電荷相反的聚電解質(zhì)；e)添加有機溶劑，例如丙酮，或f)添加疏水性對離子，例如四烷基銨鹽離子。在加熱之后進(jìn)行的、用膠乳和合適時的共添加劑對細(xì)碎填料水漿的處理可以連續(xù)或分批進(jìn)行。成分的混合在例如剪切場中進(jìn)行。如果在結(jié)合后將成分?jǐn)嚢杌蛟赨ltraturrax設(shè)備的剪切場中處理，通常是足夠的。水漿成分的結(jié)合和混合可以在例如0°C — 80°C、優(yōu)選
10— 50°C的溫度范圍進(jìn)行。通常，在最高達(dá)40°C的各個室溫將成分混合。細(xì)碎填料的水漿(該水漿已用膠乳和合適時的共添加劑處理過)的PH是例如5 - 11，優(yōu)選6 — 9，包含碳酸鈣的漿液的PH優(yōu)選大于6.5。如果將未經(jīng)處理的(即未經(jīng)加熱的)細(xì)碎填料水漿與膠乳水分散液結(jié)合，則填料至少部分被膠乳涂覆或浸潰。而預(yù)先將至少一種細(xì)碎填料的水漿加熱，然后添加至少一種膠乳水分散液，會使吸收在顏料表面上的膠乳顆粒增加，甚至完全吸收。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明方法制備的水漿的用途，用作在通過紙料的濾水制造含填料的紙、含填料的卡紙板或含填料的紙板時加入所述紙料中的添加劑。具體而言，這些是含填料的紙，例如，不含磨木漿的未涂覆印刷紙、書寫紙或復(fù)印紙，和含磨木漿的未涂覆紙，例如回收新聞紙或用于平版印刷或凹印版印部門的SC紙。通過用至少一種膠乳和至少一種膨脹淀粉處理添加到紙中的填料，紙的填料含量可以大大增力口，但強度性質(zhì)基本未改變。使用根據(jù)本發(fā)明方法制備的水漿而獲得的含填料紙、卡紙板和紙板，其強度性質(zhì)與固體含量低的傳統(tǒng)紙相當(dāng)。將通過上述方法處理的填料與纖維混合，從而由此形成總的紙料。除了所述處理過的填料和纖維之外，總紙料還可包含其它傳統(tǒng)造紙?zhí)砑觿?。這些添加劑包括，例如膠料，例如烷基乙烯酮二聚物(AKD)，烯基琥珀酸酐(ASA)，松香膠料，濕強度劑，基于合成聚合物的陽離子或陰離子助留劑。合適的助留劑有例如陰離子微粒(膠態(tài)二氧化硅、膨潤土)、陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、陽離子淀粉、陽離子聚亞乙基亞胺或陽離子聚乙烯基胺。此外，任何合適的組合都是可行的，例如，由陽離子聚合物和陰離子微粒組成的、或者由陰離子聚合物與陽離子微粒組成的二元體系。通過以下非限制性的實施例更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。

實施例中所述的百 分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)，除非從上下文來看明顯不同。實施例1a首先將20重量％濃度的沉淀碳酸鈣(PCC)水漿加熱到60°C，并輕輕攪拌。然后將
1.8克50重量％濃度的陰離子膠乳分散液(CatiofasP PR5335X，BASF SE)與150克該PCC水漿混合，并輕輕攪拌。在添加過程之中和之后，借助Heiltof攪拌器在1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下攪拌混合物。然后將混合物的pH調(diào)整到8.5。實施例1b首先將20重量％濃度的沉淀碳酸鈣(PCC)水漿加熱到60°C，并輕輕攪拌。然后將1.8克50重量％濃度的陰離子膠乳分散液(Catiofast PR8335X，BASF SE)與150克
該PCC水漿混合，并輕輕攪拌。在添加過程之中和之后，借助Heiltof攪拌器在1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下攪拌混合物。然后加入預(yù)先稀釋到固含量為10%的1.5ml水性分散劑(Polysalz S BASF SE)，并攪拌(500rpm)。然后，在實驗室離心機中在500rpm將該混合物
離心分離，結(jié)果使混合物的固體內(nèi)容物完全沉降。然后，移去清澈的上清液至總混合物固含量為60%的程度。然后，將離心物與上清液完全混合。在接下來的數(shù)天和數(shù)周內(nèi)，用這種方式制備的混合物僅顯示出輕微的沉降趨勢，并且在任何時候都能夠通過輕輕攪拌而再分散。
實施例2首先將30重量％濃度的市售高嶺粘土(PCC)的水漿加熱到60°C，并輕輕攪拌。然
后將2.7克50重量％濃度的陰離子膠乳分散液(CatiofasP PR5335X，BASF SE)與150克
該高嶺粘土水漿混合，并輕輕攪拌。在添加過程之中和之后，借助HeiltOf攪拌器在1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下攪拌混合物。然后將混合物的pH調(diào)整到8.5。對比例I (根據(jù) TO03/087472A1)將取代度DS = 0.035的陽離子蠟狀玉米淀粉懸浮在25°C的水中，得到20重量％濃度的漿液。然后將1.8克50重量％濃度的陰離子膠乳分散液(Catiofast PR5335X，BASF SE)與該淀粉漿液混合，并輕輕攪拌。然后用400ml熱水(75°C )將淀粉和膠乳的混合物稀釋，并輕輕攪拌90秒。然后，取該稀釋的淀粉-膠乳漿液25ml，并放入燒杯中。然后，加入溫度預(yù)先調(diào)整到25°C的20重量％濃度沉淀碳酸鈣(PCC)的水漿150克。在添加過程之中和之后，借助Heiltof攪拌器在1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下攪拌混合物。然后將混合物的pH調(diào)整到8.5。對比例2 (根據(jù) TO03/087472A1)將取代度DS = 0.035的陽離子蠟狀玉米淀粉懸浮在25°C的水中，得到30重量％濃度的漿液。然后將2.7克50重量％濃度的陰離子膠乳分散液(CatiGfasP PR5335X，BASF SE)與該淀粉漿液混合，并輕輕攪拌。然后用400ml熱水(75°C )將淀粉和膠乳的混合物稀釋，并輕輕攪拌90秒。然后，取該稀釋的淀粉-膠乳漿液25ml，并放入燒杯中。然后，加入溫度預(yù)先調(diào)整到25°C的30重量％濃度市售高嶺粘土的水漿150克。在添加過程之中和之后，借助Heilto·f攪拌器在1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下攪拌混合物。然后將混合物的pH調(diào)整到8.5。對比例3首先將20重量％濃度的沉淀碳酸鈣(PCC)水漿的溫度調(diào)整到25°C，并輕輕攪拌。
然后將1.8克50重量％濃度的陰離子膠乳分散液(Catiofast PR5335X，BASF SE)與150
克該PCC水漿混合，并輕輕攪拌。在添加過程之中和添加之后，借助Heiltof攪拌器在1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下攪拌混合物。然后將混合物的pH調(diào)整到8.5。對比例4首先將30重量％濃度的市售高嶺粘土的水漿的溫度調(diào)整到25°C，并輕輕攪拌。然
后將2.7克50重量％濃度的陰離子膠乳分散液(Catiofast PR5335X，BASF SE)與150克
該高嶺土水漿混合，并輕輕攪拌。在添加過程中和添加之后，借助HeiltOf攪拌器在1000轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)下攪拌混合物。然后將混合物的pH調(diào)整到8.5。含填料紙的生產(chǎn)A 型紙實施例3 — 5對比例5 — 13在實驗室碎漿機中，以70/30的比率，在4%的固體濃度，將樺木硫酸鹽漂白漿和松木亞硫酸鹽漂白漿的混合物進(jìn)行無凝膠打漿，直至自由度達(dá)到30-35。然后，向該已打漿的紙料中加入光學(xué)增白劑(Blankophor PSG，Bayer AG)和陽離子淀粉(HiC:at
5163A)。在噴射式蒸煮器中，在130°C以10重量％濃度的淀粉漿形式進(jìn)行陽離子淀粉的蒸煮，停留時間為lmin?；诩埩蠎腋∫旱墓腆w含量，光學(xué)增白劑的加入量為0.5重量％的商品?；诩埩蠎腋∫旱墓腆w含量，陽離子淀粉的加入量為0.5重量％的淀粉。紙料的pH為
7— 8。然后，通過添加水將該已打漿的紙料稀釋到固體濃度為0.35%。為了確定上述填料水漿在制造含填料紙中的表現(xiàn)，在各種情況下，首先取500ml紙料懸浮液，并在各種情況下將根據(jù)實施例處理過的漿液和將作為助留劑的陽離子聚丙烯
酰胺(Polymin KE440，BASF SE)定量加入該紙漿。在所有情況下，基于紙料懸浮液的固
體含量，助留劑的加入量為0.01重量％聚合物。然后形成具有上述預(yù)處理過的填料的紙張(實施例3 - 5和對比例5 - 10)。調(diào)整用于此目的的填料的量，使得填料含量為大約20%、30%和40%。在使用處理過的填料的情況下，為了達(dá)到某一目標(biāo)值而必須使用的漿液的量總是小于使用未處理填料時的量。另外，與各經(jīng)過處理的填料相對應(yīng)，實施使用未經(jīng)處理的填料的對比例(對比例
11- 13)。為此，首先在初步實驗中確定獲得約20^^30%和40%的填料含量所需的未經(jīng)處理的填料漿的量。然后形成具有未經(jīng)處理的填料的紙張。在各種情況下，根據(jù)IS05269/2在Rapid-KSthen紙張形成機上制備紙張，紙
張定量為70g/m2，然后在90°C干燥7分鐘。B 型紙·實施例6 — 8對比例14 — 22在實驗室碎漿機中，以70/30的比率，在4%的固體濃度，將TMP (熱磨機械漿)和磨碎木漿的混合物進(jìn)行無凝膠打漿，直至自由度達(dá)到45SR。紙料的pH為7 — 8。然后，通過添加水將該已打漿的紙料稀釋到固體濃度為0.35%。為了確定上述填料水漿在制造含填料紙中的表現(xiàn)，在各種情況下，首先取500ml紙料懸浮液，并在各種情況下將根據(jù)實施例和對比例處理過的漿液和作為助留劑的陽離子
聚丙烯酰胺(Po丨ymin ke440,basf SE)定量加入該紙楽:。在各種情況下,基于紙料懸浮
液的固體含量，助留劑的加入量為0.01重量％聚合物。然后形成具有上述經(jīng)過處理的填料的紙張(實施例6 - 8和對比例14 - 19)。調(diào)整用于此目的的填料的量，使得填料含量為大約20%、30%和40%。在使用經(jīng)預(yù)處理的填料的情況下，為了達(dá)到某一目標(biāo)值而必須使用的漿液的量總是小于使用未處理填料時的量。另外，與各經(jīng)過處理的填料相對應(yīng)，實施使用未經(jīng)處理的填料的對比例(對比例
20- 22)。為此，首先在初步實驗中確定獲得約20^^30%和40%的填料含量所需的未經(jīng)處理的填料漿的量。然后形成具有未經(jīng)處理的填料的紙張。在各種情況下，根據(jù)IS05269/2在Rapid-Kiithen紙張形成機上制備紙張，紙張
定量為80g/m2，然后在90°C干燥7分鐘，并在200N/cm的擠壓強度下砑光。測定A型紙在恒定23°C和相對濕度50%的空調(diào)室內(nèi)儲存12小時后，根據(jù)DIN54540測定干裂斷長，根據(jù)DIN54516測定內(nèi)粘合強度，根據(jù)DIN53121測定挺度。結(jié)果示于表I。對應(yīng)于對
比例的漿液或者依其制造紙張的對比例的特征在于添加(CE)。其它的示例是根據(jù)本發(fā)明的
實施例。測定B型紙在恒定23°C和相對濕度50%的空調(diào)室內(nèi)儲存12小時后，根據(jù)DIN54540測定干裂
斷長，根據(jù)DIN54516測定內(nèi)粘合強度。使用IGT可印刷性測試儀(IS03783)測定紙的抗干
掉毛性能。結(jié)果示于表2。對應(yīng)于對比例的漿液或者依其制造紙張的對比例的特征在于添
力口(CE)。其它的示例是根據(jù)本發(fā)明的實施例。表I (A型紙張的測試)

權(quán)利要求
1.一種處理細(xì)碎填料的水漿的方法，其中所述處理如下進(jìn)行將至少一種細(xì)碎填料的水漿加熱，然后將至少一種膠乳的水分散液加入該已加熱的至少一種細(xì)碎填料的水漿中，然后將經(jīng)過處理的細(xì)碎填料的水漿噴霧干燥，其中所用的細(xì)碎填料是碳酸鈣并且使用通過通入二氧化碳從石灰乳沉淀出碳酸鈣的過程中釋放出的熱加熱所述細(xì)碎填料的水漿。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中將所述至少一種細(xì)碎填料的水漿在大氣壓下加熱至至少45 °C的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述水漿包含I至70重量％的至少一種細(xì)碎填料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述水漿包含I至70重量％的至少一種細(xì)碎填料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中基于所述填料，膠乳的量為0.01至10重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中所述膠乳包含至少40重量％的所謂主單體(a)，主單體(a)選自由C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯、含最多達(dá)20個碳原子的羧酸的乙烯基酯、具有最多達(dá)20個碳原子的乙烯基芳香族化合物、烯鍵式不飽和腈、乙烯基鹵、含I至10個碳原子的醇的乙烯基醚、具有2至8個碳原子和一個或兩個雙鍵的脂族烴以及這些單體的混合物組成的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述膠乳包含至少40重量％的所謂主單體(a)，主單體(a)選自由C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯、含最多達(dá)20個碳原子的羧酸的乙烯基酯、具有最多達(dá)20個碳原子的乙烯基芳香族化合物、烯鍵式不飽和腈、乙烯基鹵、含I至10個碳原子的醇的乙烯基醚、具有2至8個碳原子和一個或兩個雙鍵的脂族烴以及這些單體的混合物組成的組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中所述膠乳包含至少40重量％的丁二烯或者丁二烯與苯乙烯的混合物，或包含至少40重量％的C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯或者C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯與苯乙烯的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項的方法，其中所述膠乳包含20至50重量％的苯乙烯、30至80重量％的C1-C2tl烷基(甲基)丙烯酸酯和0至30重量％的其它親水性單體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項的方法制備的水漿的用途，用作在通過紙料的濾水制造含填料的紙、含填料的卡紙板或含填料的紙板的過程中加入所述紙料中的添加劑。
11.使用根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項的方法制備的水漿生產(chǎn)的紙。
全文摘要
一種處理細(xì)碎填料的水漿的方法，其中所述處理如下進(jìn)行將至少一種細(xì)碎填料的水漿加熱，然后添加至少一種膠乳的水分散液。
文檔編號D21H17/14GK103255680SQ201310133010
公開日2013年8月21日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者A·埃瑟, H-J·哈恩勒, M·施羅德 申請人:巴斯夫歐洲公司