纸和纸板的制造方法技术

一种制造纸或纸板的方法，其包括：形成一种纤维素水悬浮液，将一个保留体系加到该纤维素悬浮液中，将该悬浮液排放到一个隔板上形成纸张和干燥该纸张，其中该保留体系含有ＴＡＰＰＩ（美国纸张与造纸工业技术协会）白度至少为７０的一种膨胀粘土。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纸或纸板的生产，所用的方法包括形成一种纤维素水悬浮液，将一种保留体系加到该纤维素悬浮液中，将该悬浮液排放到一个隔板上形成纸张，然后干燥该纸张，其中保留体系含有一种膨胀粘土。这类造纸的方法已在文献中很好地证实，并包括例如Hydrocol(商标)方法，该法包括使用膨润土(即阴离子膨胀粘土)作为保留体系的一部分。这类方法已在例如EP-A-235893，US-A-4913775和EP-A-707673中公开。EP-A-235893提供一种方法，其中在剪切阶段之前将基本上是水溶性的线型阳离子聚合物施加到造纸原料上，然后通过在剪切阶段后引篱膨润土再絮凝。这一方法提供了增强的排水，还有良好的形成和保留。这一由Ciba Specialty Chemicals以Hydrocol商标商业化的方法证明是很成功的已有10年以上时间。已普遍地发现，造纸系统利用膨胀粘土作为保留体系的一部分提供了排水速率和保留的明显改进。通常膨胀粘土包括膨润土、海泡石和硅镁土等。膨润土包括普通类型的粘土，被称为绿土。它包括上述的粘土变种如蒙脱石、滑石粉、armargosite、囊脱石和锂蒙脱石。在许多场合，含有膨胀粘土的保留体系甚至与利用例如胶态硅石和聚硅酸微粒子的其他体系比较时，提供了排水和保留的大量改进。然而，粘土基保留体系的一个特定缺点是由其生产的纸趋向于蒙受光学性能的降低。虽然在应用膨润土的造纸法中包括荧光增白剂(OBAs)可改善纸的白度，但这种改善通常是不明显的，而且不足以产生高质量的纸，例如TAPPI白度值超过92，优选96-99或更高的高度光亮的纸。因此，为了提供这样高度光亮的纸，一般认为膨胀粘土基保留体系是不适合的，因而应当避免。WO-A-98/23815试图通过把荧光增白剂与一种阴离子桥连促凝剂，如膨润土混合，然后将其掺到造纸原料中来解决这个问题。尽管用这种方法实现了纸的白度的显著改善，但我们发现，纸的白度仍需进一步加强，尤其是基本白度。一般，当应用粘土基保留体系时，为了提供仅是适中白度的纸，会需要应用高含量的荧光增白剂(OBAs)。然而在高度填充的造纸法中，我们发现高含量荧光增白剂的存在时填料保持会产生有害的影响。虽然为了改进荧光增白剂的效力已做出了各种尝试，但迄今尚未开发出一种可以与膨胀粘土基保留体系一起使用的有效荧光增白剂。因此仍然需要在使用膨胀粘土(例如膨润土)基保留体系时改善纸或纸板白度的方法。尤其是需要提供一种结合了高填料和纤维保留及快速排水的优点的造纸方法，例如发现使用膨胀粘土基保留体系，同时提供具有高的总白度的纸，特别是使用减低含量的荧光增白剂。此外还需要提供具有高程度白度和改进的填料保持的填充纸。因此按照本专利技术，我们提供一种制造纸或纸板的方法，该方法包括形成一种纤维素水悬浮液，将一种保留体系加到该纤维素悬浮液中，将该悬浮液排放到一个隔板上，形成纸张和干燥该纸张，该方法的特征在于，保留体系含有TAPPI白度至少为70的膨胀粘土。从而发现，通过应用TAPPI白度至少为70的膨胀粘土可改进纸的总白度。这种膨胀粘土可以是例如膨润土，海泡石和硅镁土等，条件是这些粘土显示至少为70的TAPPI的白度。膨润土包括通常类型称为绿土的粘土，它包括上述粘土的变体，如蒙脱石、滑石粉、armargosite、囊脱石和锂蒙脱石。优选该膨胀粘土是膨润土。TAPPI白度试验是测定例如纸浆、纸和纸板的白度的标准试验方法，但也可施用于膨胀粘土如膨润土。此方法的具体细节在例如TAPPI出版的标准试验方法T452，92(1992)中给出，题目为“纸浆、纸和纸板的白度”(在457nm的定向反射率)。还发现，膨胀粘土，例如膨润土在含有低量或微不足道含量的过渡金属杂质时倾向于显示至少为70的TAPPI白度值。尤其是我们发现，光亮的膨润土倾向于含有低于1％的过渡金属杂质它们可能是例如氧化铁或其他铁化合物。相反地我们发现，含有明显大于1％重量过渡金属的膨润土所具有的白度值明显低于70。这是特别纯粹的膨润土含有最高达10％的过渡金属杂质，特别是这种杂质包括氧化铁或其他铁化合物的场合。该膨胀粘土可以是任何号数的可商购粘土，它们显示至少为70的TAPPI白度值。这种膨胀粘土可以是例如钠膨润土，含有低于1％的过渡金属化合物的显示出81的TAPPI白度值，它是由美国佐治亚州的Waverly厂生产的。按照本专利技术的所有方面，我们进一步提供一种纸或纸板的制造方法，其包括形成一种纤维素的水悬浮液，将保留体系加到该纤维素悬浮液中，将该悬浮液排放到一个隔板上，形成纸张和将该纸张干燥，此方法的特征在于，保留体系包含一种膨胀粘土，此粘土含有少于1％重量的一种或多种过渡金属化合物。按照本专利技术的两个方面，膨胀粘土作为多组分保留体系的一部分可以与其他保留助剂混合使用。因而在一个优选的体系中，我们提供一个造纸体系，它额外地包含一种聚合物保留助剂。这种聚合物保留体系可以与膨胀粘土同时加到纤维素悬浮液中，不过，优选聚合物保留助剂和膨胀粘土相继加入。在本专利技术的一个优选的实施方案中，聚合物保留助剂是在膨胀粘土之前加到纤维素悬浮液中。在一个更优选的方法中，将聚合物保留助剂加到纤维悬浮液中，从而将纤维素悬浮液絮凝，任选地使絮凝的悬浮液通过一个或多个剪切步骤剪切悬浮液，这些步骤选自泵送、混合和洗涤步骤，然后加入膨胀粘土以使纤维悬浮液再絮凝。例如这些剪切步骤包括风扇泵(fan pumps)和中心隔板(Centri-screens)，但可以是任何方法中悬浮液剪切的其他步骤。剪切步骤理想地以如此一种方式作用于絮凝的悬浮液，以致使絮凝物降解。絮凝体系的所有组分可在剪切阶段之前加入，不过优选至少絮凝体系的最后一个组分是在该方法中在排放以形成纸张前基本上已经没有剪切的特定时间加到纤维素悬浮液中。因而优选的是至少一个絮凝体系的组分加到纤维素悬浮液中和絮凝的悬浮液然后经受机械剪切，其中絮凝物被机械降解，和然后加入至少一个絮凝体系的组分，以在排放之前再絮凝该悬浮液。聚合物保留助剂可得自任何合适的天然或合成聚合物。其可理想地选自特性粘数至少为1dl/g的水溶性天然聚合物和水溶性合成聚合物。这种聚合物保留助剂可以例如是水溶性淀粉，选自阳离子淀粉、两性淀粉、阴离子和非离子淀粉。然而优选的是该聚合物保留助剂是合成的并含有高分子量的聚合物，这种聚合物是以离子性为特征的。更优选由一种或多种烯属不饱合单体所形成的水溶性阳离子合成聚合物，并具有至少为4dl/g的特性粘数。水溶性合成聚合物可以由水溶性烯属不饱和单体形成。对于水溶性，我们指的是水中溶解度至少为5g/100cc的单体。当聚合物是离子性的时，它由至少一种水溶性离子单体形成。该水溶性聚合物也可以是非离子的，因而由一种或多种非离子单体形成，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸-2-羟乙基酯或N-乙烯基吡咯烷酮。水溶性阴离子聚合物可以由至少一种例如选自丙烯酸、甲基丙烯酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸的阴离子单体形成。理想的是该水溶性聚合物保留助剂是一种阳离子聚合物，这种阳离子聚合物可以由水溶性烯属不饱和阳离子单体或其中在一种混合物中的至少一种单体是阳离子的或潜在阳离子的单体的混合物形成。该阳离子单体优选选自二烯丙基二烷基氯化铵，二烷基氨基烷基(甲基)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造纸或纸板的方法，包括：形成一种纤维素水悬浮液，向该纤维素悬浮液中加入一种保留体系，将该悬浮液排放到一个隔板上形成纸张和干燥该纸张，此法的特征在于所说的保留体系包含ＴＡＰＰＩ白度至少为７０的膨胀粘土。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GC陈，SC威廉斯，
申请(专利权)人：西巴特殊化学水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]