[发明专利]糖脂肪酸酯无机颗粒组合

说明书

本公开记载了用使无机颗粒在纤维素质基材上具有更大留着性的组合物处理纤维素质材料的方法。所公开的方法提供：将糖脂肪酸酯(SFAE)与这样的无机颗粒组合并且将这样的组合施用于纤维素质材料上来消除或减少在造纸工艺中用于填料的助留剂或粘合剂的使用。还公开了包含SFAE和无机颗粒的组合的组合物。

发明背景

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年6月28日在美国专利商标局(U.S.Patent and TrademarkOffice)提交的美国专利申请No.16/456,433的优先权，该专利申请通过引用全文并入本申请。

技术领域

本申请大体上涉及处理纤维素质基材料，并且更具体地涉及用糖脂肪酸酯(SFAE)与无机颗粒组合处理这类材料，包括包含此种组合的组合物。

背景技术

无机颗粒如高岭土、滑石、碳酸钙和TiO₂通常作为填料用于造纸工艺中。举例来说，碳酸钙在造纸厂作为填料材料用于碱性造纸工艺。目前，碳酸钙相较于其他造纸填料材料(例如，高岭土)占据主要地位。碳酸钙受欢迎背后的主要原因是对较鲜亮且较厚重的纸的需求。在碱性造纸工艺中使用碳酸钙有显著的好处(例如，碳酸钙更便宜，而且如果具有高亮度还可以在纸张上形成多孔表面，提高印刷适性，降低粘合剂需求，提高机器速度和生产力，改善排水性，提高机器运转性能，在造纸过程中具有成本效益，可以减少纤维消耗，与其他纸张填料相比可以获得更多的留着性(retention))。

通常，碳酸钙以三种天然形式存在，如，石灰岩、白垩和大理石。自然状态下，其形成于钙盐和二氧化碳的反应中。造纸厂中使用两个种类的碳酸钙：重质碳酸钙(GCC)和沉淀碳酸钙(PCC)。

重质碳酸钙是通过碾磨石灰岩或大理石制成的，因其高亮度和纯度而得到使用。通常，重质碳酸钙的颗粒形状为菱形。这种填料材料用于碱性、无木材的造纸工艺。GCC的亮度约为86-95％。

在GCC中常见的粗糙颗粒形状和少量石英会造成问题；它更具磨蚀性，缩短了造纸机成型网(paper machine forming wire)和压毡(press felt)的寿命。

沉淀碳酸钙是由化学反应制备的CaCO₃形式，并且该过程被称为碳酸化作用过程。PCC改善了GCC的缺点，其为纸张提供了更好的光泽和不透明度特性。PCC的结构不同于GCC的结构。PCC的晶体结构可被控制并包括针状、菱形(立方体形)、偏三角面体(scalenohedral)(三角形)和棱柱形。PCC的亮度是约90-97％。但是，含PCC的纸张可具有比含GCC的纸张更差的成型。

在现代高速夹网造纸机(twin-wire paper machines)上，获得良好成型所需的湍流通常会导致填料的留着性低。此外，对于这两种类型的碳酸钙来说，它们本身对纤维素没有粘附性，并且需要助留剂(retention aid)或粘合剂才能附着在纸浆上。通常，此类助留剂或粘合剂包括造纸明矾、合成聚合物、聚丙烯酰胺、微粒系统、胶乳、淀粉和聚乙烯醇(PvOH)，所述助留剂或粘合剂会增加成本，或在需要的情况下使产品不太“绿色”(例如，合成聚合物)。

需要粘合碳酸钙，以使助留剂或粘合剂的使用不必要，或者减少将无机颗粒粘附于纤维素质表面所需的助留剂或粘合剂的量。

发明内容

本公开涉及用特别是使无机颗粒(即，填料)的留着性更大的组合物处理纤维素质材料的方法。所公开的方法提供：将糖脂肪酸酯(SFAE)与这样的填料组合并且将这样的组合施用于纤维素上来消除或减少在造纸工艺中用于填料的助留剂或粘合剂的使用。还公开了包含SFAE和无机颗粒的组合的组合物。