[发明专利]用于造纸方法的填料

说明书

本申请是申请日为2005年6月8日、申请号为200580018472.9、发明名称为《用于造纸方法的填料》的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及包含粘土和纤维素衍生物的填料。本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明一般地涉及包含粘土和纤维素衍生物的填料。本发明还一般地涉及包含粘土和羧甲基纤维素衍生物的填料。本发明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。本发明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，本发明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。本发明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。本发明还涉及可由这些方法获得的填料。本发明还涉及造纸方法，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)。本发明也涉及造纸方法，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。