[发明专利]粘土浆料及其在制浆和造纸应用中的用途有效

专利信息
申请号: 200980117422.4 申请日: 2009-03-13
公开(公告)号: CN102027053A 公开(公告)日: 2011-04-20
发明(设计)人: 张福山;W·S·卡雷;E·A·S·多尔蒂;J·T·萨拉夫 申请(专利权)人: 赫尔克里士公司
主分类号: C08K3/00 分类号: C08K3/00
代理公司: 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人: 过晓东;谭邦会
地址: 美国特*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 粘土 浆料 及其 造纸 应用 中的 用途
【说明书】:

技术领域

发明涉及稳定的含水浆料,其包含粘土或粘土状材料、疏水性缔合聚合物、以及任选存在的表面活性剂,并可用于制浆和造纸应用中。

背景技术

众所周知在造纸过程中,沉积在表面上的有机污染物(即树脂和胶粘物)对产品质量和造纸过程的效率都很不利。某些污染成分天然存在于木材中,并在各种制浆和造纸过程中释放出来。这一问题的两个具体表现被称为树脂(主要是天然树脂)和胶粘物(来自再生纸的粘合剂或涂料)。在上述过程中,树脂和胶粘物有可能会导致沉积、质量和效率方面的问题。

术语“树脂(pitch)”可用来表示由有机成分组成的沉积物,其可能来源于纸浆中存在的这些天然树脂、它们的盐、以及涂布胶粘剂、上浆剂、和消泡化学品。此外,树脂通常会含有无机成分,例如碳酸钙、滑石、粘土、钛和相关物质。

术语“胶粘物(stickies)”逐渐用来表示使用再生纤维的系统中存在的沉积物。除粘合剂、热熔料、蜡、和油墨外,这些沉积物中通常还含有与“树脂”沉积物中相同的物质。

有机污染物如树脂和胶粘物的沉积通常不利于制浆或造纸厂的效率,其不但使质量下降,还会降低操作效率。有机污染物可以沉积在造纸系统中的加工设备上,导致系统操作困难。沉积在稠度调节器和其它探测器械上的有机污染物会造成这些部件无法使用。沉积在筛网上的有机污染物会降低生产能力,并扰乱系统的操作。有机污染物沉积不但会存在于系统的金属表面上,还可存在于塑料和合成表面上,例如在机器导线、毛毡、箔、Uhle箱和流浆箱部件上。

从物理学角度看,“树脂”沉积物通常由原料中粘合剂材料(天然或人造的)的微粒子形成,其累积在造纸或制浆设备上。这些沉积物很容易在储浆池壁、造纸机箔、Uhle箱、造纸机导线、湿压机毛毡、烘缸机毛毡、干燥罐、和压光机组件中找到。与这些沉积物相关的困难包括直接干扰污染表面的效率,由此产生降低的生产效率,以及孔、污物和其它纸面缺陷,这些缺陷会使纸的质量下降,并无法用于后续操作,例如涂布、印染加工或印刷。

从物理学角度看,“胶粘物”通常是来源于再生纤维的原料中的微粒。这些沉积物常常会累积在很多会发生“树脂”沉积的相同表面上,并造成很多“树脂”可能会导致的相同困难。最严重的与“胶粘物”有关的沉积物常常会发生在造纸机导线、湿毛毡、烘缸机毛毡和干燥罐处。

防止在制浆和造纸设备和表面上沉积物积累的方法在工业上极其重要。虽然造纸机可以进行停机清洁,但是人们并不希望发生这种停机清洁,因为这会造成生产效率的相应损失,而且当机器被部分污染、发生了当沉积物折断并变为混入纸张中的“灰尘”时,又会造成纸张质量变差。因此,防止沉积、并使其能够有效实施成为大为优选的手段。

在过去,有机沉积物问题子集的“树脂”和“胶粘物”已分别且不同地证明了其自身,并且其被清楚且分别地进行了处理。这是由于,造纸机通产只使用原生纤维(virgin fiber),或只使用再生纤维。为了控制这些彼此分开的问题,通常会有截然不同处理化学品和处理策略。但是,近来的趋势是在所有系统中都逐渐强制使用再生纤维。这就造成了胶粘物和树脂问题在所述造纸机械中的同时出现。

将粘土和粘土状材料用于制浆和造纸工艺中控制有机污染物沉积的用途对于所属领域技术人员是已知的。例如,使用滑石在这样的工艺中描述在Kirk and Othmer的Encyclopedia of Chemical Technology,(New York,New York,John Wiley & Sons,Inc.,1983),卷22,529页。

粘土或粘土状材料通常是以粉末的形式输送至制浆和造纸厂,在那里它们被分散在水中,以制备悬浮体,然后其通常被进料至造纸系统中的制浆浆料中。使用粘土或粘土状材料在制浆和造纸厂中具有某些缺陷:1)其要求对进料和混合设备进行投资,这些设备是处理粘土或粘土状材料粉末、并将其分散在水中所需要的,2)粉末会导致空气中的灰尘,灰尘是对健康有害的物质,和3)在向下(make-down)操作中处理和进料粉末是劳动密集型的。因此,就控制树脂和胶粘物在造纸系统中沉积的应用而言,非常希望的是粘土或粘土状材料以浆料的形式被输送至制浆和造纸厂。

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