[发明专利]细粒填料的水悬浮液、其制造方法及其用于制造含填料纸的应用

说明书

本发明涉及至少部分被聚合物包覆的细分填料的水浆，其制备方法及其作为纸浆添加剂在生产干强度高的含填料纸、含填料卡纸板和含填料板中的应用。

在含填料纸的生产中，将填料浆加入至纤维悬浮液，然后将其送往造纸机的成型器。通常将助留剂或助留剂体系加入到所述填料/纤维悬浮液，以在纸张中保留尽可能多的填料。在所述纸中加入所述填料使得造纸商可实现对纸张性能的诸多改善。这包括例如不透明度、白度、触感和适印性等性能。

此外，如果填料比纤维廉价，加入填料或增加填料的加入量可减少纤维比例，从而降低纸的生产成本。与不含填料的纸或填料含量较低的纸相比，含填料纸或填料含量特别高的纸可能更易干燥。这样，造纸机的运行速度更快，蒸汽消耗更低，从而提高了生产率并降低了成本。

然而，在纤维悬浮液中加入填料也具有缺点，这些缺点只能通过加入其他造纸助剂来部分补偿。对于给定的基重，可用的填料量是有限制的。纸的强度性能通常是限制纸中填料量的最重要的参数。其他因素，例如填料留着率、纸浆悬浮液的滤水性以及助流和施胶过程中任何可能增加的化学品需求也可能在此起作用。

在某些情况下，通过使用干强度剂和湿强度剂，纸强度性能的损失可完全或部分地得到补偿。常规方法是：将阳离子淀粉作为干强度剂加入纸浆中。也使用合成的干强度剂和湿强度剂，例如基于阳离子和阴离子聚丙烯酰胺的那些。然而，在大多数情况下，添加量和强化效果都受到限制。对由填料增加所引起的强度损失的补偿效果以及由此可切实实现的填料增加也都受到同等程度的限制。此外，并非所有强度性能都能得到同等程度的提高，在某些情况下，它们并不能通过使用干强度剂而得到足够的提高。其中一个重要的实例是撕裂蔓延强度，与其他强度参数相比，通过使用淀粉或合成干强度剂，它仅仅会受到轻微影响。另一方面，纸中填料含量的增加通常对撕裂蔓延强度具有很强的负面影响。

其他重要性能是纸的厚度和挺度。在相同的基重下，填料含量的增加导致纸密度的增加和纸张厚度的减小。纸张厚度的减小导致纸挺度的显著下降。在许多情况下，纸挺度的这种下降不能通过单独使用干强度剂得到补偿。经常有必要采取其它措施，例如降低砑光单元挤压部分、砑光机或造纸机干燥口中的机械压力。后者完全或部分补偿了由填料增加导致的厚度损失。

DE-B-25 16 097公开了将具有正ζ电势的无机颗粒的水悬浮液与一种阴离子型树脂胶乳混合，通过混合调节了悬浮液中无机颗粒以及胶乳中树脂的正负电荷平衡，以使基本所有树脂颗粒结合至无机物质颗粒的表面，从而使由此获得的包覆颗粒的ζ电势基本为0。然而，用胶乳处理无机颗粒需要用阳离子剂，例如阳离子淀粉，对无机颗粒进行预处理，以使它们具有正的ζ电势。水悬浮液在生产含填料纸的过程中加入纸浆中。

EP-B-0 573 458公开了一种制备用于生产含填料纸的细分填料水浆的方法，所述填料至少部分包覆以聚合物。在此方法中，首先在填料水浆中加入纸的阳离子强度剂，然后再加入纸的非离子和/或阴离子强度剂，或者纸的非离子或阴离子胶料。然而，阳离子原料的使用量总是使细分填料带有阳离子电荷。

DE-A-198 21 089公开了另一种制备至少部分包覆以聚合物的细分填料水浆的方法。在该方法中，在不存在纸的阳离子强度剂的情况下，用至少一种水分散体形式的聚合物胶料处理填料水浆。然而，所述分散体总是包含聚合乳化剂，例如降解淀粉或合成聚合物。

尚未公布的申请号为07111863.2的欧洲专利申请公开了一种处理细分填料水浆的方法，所述处理通过加热至少一种细分填料的水浆，然后加入一种胶乳的水分散体而进行。这样，生产出具有高填料含量，并且具有高干强度的纸。此方法的一个缺点是，在实践中，由于操作性差，增加细分填料水浆的温度几乎不可进行。

WO-A-03/074786公开了至少部分包覆以聚合物的细分填料的水浆。这些聚合物是纸张涂料液的粘合剂，其玻璃化转变温度为-40至+50℃，优选低于6℃。在其实例中所用的粘合剂的玻璃化转变温度为5℃。用粘合剂对细分填料水浆的处理在室温下进行。

本发明的目的是提供另外的细分填料水浆，其与已知浆料相比，在造纸过程中使纸具有更高的断裂长度和适印性。此外，通过本发明方法生产的纸应具有高的填料含量和高的干强度。

根据本发明，该目的通过一种至少部分被阴离子胶乳包覆的细分填料的水浆实现，所述水浆如下获得：用至少一种玻璃化转变温度为-5到-50℃的阴离子胶乳处理细分填料的水浆。