[发明专利]疏水化碳酸钙颗粒

说明书

技术领域

本发明涉及用于减少在造纸或制浆方法中产生的在水性介质中的沥青（pitch）的方法、涉及疏水化研磨碳酸钙和/或疏水化沉淀碳酸钙用于减少水性介质中沥青量的用途并且涉及疏水化研磨碳酸钙和/或疏水化沉淀碳酸钙以及包括疏水化研磨碳酸钙和/或疏水化沉淀碳酸钙与沥青的复合材料。

背景技术

在造纸产业中，来自各种来源与质量的纤维通过例如借助于研磨、热及化学处理的组合将木材加工和精炼成纤维。在此制浆方法期间，该木材内所含天然树脂以显微液滴的形式被释放到水生产循环中。此木材树脂通常被称作“沥青（pitch）”、且可沉积在造纸设备表面，可能造成设备清洗的时间消耗以及造成昂贵的停机时间。此外，这种沉积物偶尔会以黄至黑色的可见斑点出现在最终纸产物中，或者可能会导致纸幅撕裂而涉及产量减少以及纸张质量降低。

沥青的形成可在概念上被描述为经由三种主要机制发展。第一机制路径为形成可为透明或半透明的材料的有机薄膜。其厚度根据其浓度而改变且薄膜需要核以形成初始聚结。这种类型的沥青，如同其形成机制所表明的，被称为薄膜状（filmy）。第二种类型的沥青为能够凝结且形成直径0.1–1.0μm的小球的沥青，且因此被称为球状沥青。第三种通常发展的形式的沥青是粘聚的或沥青球类型的，且通常发生在具有最大沥青沉积问题的系统中。形成的球体具有直径1–120μm。在薄膜状或球状状态时，沥青一般不会造成问题，但是一旦已形成粘聚物，则开始出现沥青沉积。这种沥青沉积也可能在回收或二次纤维方法中成为问题，其中污染物如粘合剂、油墨、热熔胶、胶乳和蜡粘聚并且在造纸设备上形成沉积物。

在本领域中，已有多项尝试以控制造纸方法的沥青沉积。在此方面，一种策略涉及将各种矿物如滑石、膨润土或硅藻土二氧化硅形式的吸附材料引入造纸方法中，其将吸收小液滴形式的沥青。

例如，JP2004292998A涉及用作沥青吸附剂的滑石。WO03/085199A2涉及由以下物质构成的沉积物控制系统：无机或有机凝结剂以及微颗粒材料如膨润土、交联的聚合物、胶体二氧化硅、聚硅酸盐（用于包含白沥青/粘胶的纸浆）。US2003/0096143A1描述了一种处理滑石颗粒的方法，其将改善滑石的润湿性和/或滑石对纤维素纤维的亲和性。JP6065892A涉及由镁改性的蒙脱石类粘土矿物组成的沥青吸附剂，其通过使用镁改性蒙脱石类粘土矿物的表面层而制得。FR2900410和FR2900411涉及用两性聚合物处理矿物和/或滑石以用于沥青控制。CA2,205,277涉及一种用于最小化造纸方法中沥青、油墨以及粘胶颗粒沉积物的方法，其通过使这类颗粒保留在纤维上来进行，包括的步骤有添加有效的沥青、油墨以及粘胶控制量的滑石至与造纸机器和相关组件接触的纤维悬浮液中，并且添加有效的沥青、油墨以及粘胶控制量的膨润土至该悬浮液中。

此策略具有的优点为沥青从最终产物移除，且因此不能进一步集中在造纸机器的水路循环中。特别的是，滑石被广泛地接受为非常有效的沥青沉积物控制剂。然而，滑石在控制沥青方面的作用并未确切地建立。设想滑石减少沥青状材料或粘胶的粘性，以致于较不会倾向于在造纸设备上形成粘聚物或沉积物或在最终纸产物上产生斑点。而且，滑石的功能在于减少已经沉积的材料的粘性，以致于减缓粘性材料进一步累积在那些表面上。由此重要的是，添加足够的滑石，以致减少系统中表面的总体粘性。

然而，滑石的一个问题是如果不使用足够的滑石，其倾向于仅仅被引入粘性材料的沉积物和粘聚物中。此外，在中性和碱性造纸方法中，已知滑石会失去一部分对胶体物质的亲和性。