TW200846518A - Manufacture of filled paper - Google Patents

Description

200846518 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一本發明係關於一種從含有機械紙漿之配料製造填料配 合紙的方法。特別地，本發明包括製造高填料機械紙等級 的方法’如超壓光紙（sc_紙）《塗佈之捲筒凹版印刷紙 (例如，LWC)。 【先前技術】

已熟知製造紙的方法，該方法包含藉由加入聚合物留 存助劑來絮凝纖維素稀原聚及接著經由移動網筛（常被稱 為抄紙機網）使絮凝之懸浮液渡水，並接著形成渴薄片 (細)，接著將其乾燥。一些聚合物傾向產生相 凝物，雖然留存率及遽水可能很不錯，但是不幸的是可: 損害所得薄片的組織及乾燥速度。通常難以藉由加入單： 留存助劑而在留存率、據水、乾燥及組織之間獲得 ，圭平衡，因此常規是依序或在一些例子中同時 早獨的材料。 種 機械級填料紙K紙或塗佈捲筒凹版印刷紙 可溶性雙聚合物留存系統來製造。該系統使用兩種水 /合性I合物，在彼等加人稀原漿之前，先摻合在 水溶液。11常，聚合物之-者的分子量會比另一者更！ :?聚合物經常是直鏈且具有儘可能合理的水溶性。：八 子"聚合物組份經常會具有高的陽離子電荷密度，如： 胺、聚伸乙嫦亞胺或聚DADMAC(氯化 水 聚合物）凝聚劑。與較低的分子量聚合物相二甲高= 6 200846518 陽離子電荷密度。典型 以丙烯醯胺為主之陽離 聚合物的掺合物常被稱 子量聚合物組份傾向具有相對低的 地，該等較高的分子量聚合物可為 子聚合物或例如聚乙婦胺。陽離子 為陽離子/陽離子留存系統。

中所述。該方法已由Ciba SpeeiaUy Chemicals以Η—Μ 商標成功地商業化，因為其提供增強的留存率、濾水及組 /在製造紙及紙板的一般領域中，已知使用其他的留存 系統。頃發現使用石夕質材料之微粒留存系統非常有效於改 進留存率及濾、水。EP_A_235,893敘述—種其中實質的直鍵 &離子聚合物係'在㈣階段之前施予造紙原漿中，以導致 絮，將絮凝之原漿通過至少一個切變階段及接著藉由引 /土而再絮凝的方法。除了完全的直鏈陽離子聚合物之 外’也可使用輕度交聯，例如分支聚合物，如在EPU2· 在造紙工業中所使用的其他微粒系統的實例為EP-A-〇〇41056和US 4385961中所述之膠體二氧化矽及在w〇_a_ 9405596和W〇-A_9523〇21中所述關於與陽離子丙烯醯胺 永合物組合使用的以二氧化矽為主之溶膠。us 、 US 6361652及US 6361653分別敘述在該概念中與高分子 量絮凝劑及/或澱粉結合使用的硼矽酸鹽。 除了無機不可》谷之微粒材料之外，也已知有機聚合物 微粒材料用於造紙法中。 US 5167766及US 5274055討論藉由使用若交聯時具 有小於750奈米及若未交聯時具有小於6〇奈米之平均直 7 200846518 徑的離子有機微粒或微珠而具有改進之濾水及留存率的造 紙法。微粒或微珠與高分子量離子有機聚合物及/或多糖類 組合使用。該方法有時包括明礬。 US 2003 0192664揭示一種造紙方法，該方法係使用 乙烯胺聚合物與離子有機交聯聚合物微珠。最優化的分子 量、結構及電荷提供改進濾水速度的系統。加入不同的凝 聚劑，如聚乙烯亞胺、明礬或聚胺據稱進一步增加使用聚 合物微珠的該等系統之濾水速度。

WO-A_9829604敘述一種造紙方法，該方法係將陽離 子聚合物留存助劑加入纖維素懸浮液中，以形成絮凝物， 以機械解絮凝物及接著藉由加入作《帛二個聚合物留存 助劑的水溶性陰離子聚合物之溶液而使懸浮液再絮凝。陰 離子聚合物留存助劑為分支聚合物，其在0·005Ηζ下具有 大於0.7之相角正切的流變振盪值及/或具有至少3倍於沒 有f支劑存在下製得的對應之聚合物的鹽化SLV黏^值的 去離子化SLV黏度值。與先前技術之方法相比，該方法提 ^顯者改進之留存率、濾、水及組織。在第8頁強調分支劑 量不應該太高，因為不會達到所欲之脫水及留存值二者的 改進。 s 66168G6披露造紙的三組份法，該方法係加入選自 合/公克之固有黏度的多糖類或合成聚合物 再;二二性聚合物及接著藉由隨後加入的再絮凝系統 物二：統包含石夕f材料及實質的水溶性聚合 二破糸統之前所加人的水溶性聚合物為水溶性分 8 200846518 支聚合物，其具有大於4公合/公克之固有黏度，並在 0.005Hz下展現大於〇.7之相角正切（_七⑽的流變振靈 值。與其他已知的先前技術之方法相比，濾水增加而無任 何顯著的組織損害。

US 6395134敘述-種使用三組份系統的造紙法，其中 纖維素懸浮液使用水溶性陽離子聚合物、⑦f材料及從具 有大於4公合/公克之固有黏度及在〇 〇〇5Hz下展現大於 0.7之相角正切的流變振盪值之乙烯化不飽和單體所形成 的陰離子分支水溶性聚合物絮凝。該方法提供比沒有膠體 二氧化矽存在下的分支陰離子聚合物更快的濾水及更好的 組織。US 6491 156敘述-種類似的方式，其中使用特殊的 / 土作為㊉貝材料。該方法也提供比其中在沒有硼土的存 在下使用陽離子聚合物及分支陰離子聚合物的方法更快的 濾水及更好的組織。 US 6451902揭不一種造紙方法，該方法係將水溶性合 成陽離子χκ合物施予尤其在稀原漿流中的纖維素懸浮液 中以便絮减，接著以機械降解。在離心筛之後，加入水 溶性陰離子聚合物及發質材料，以便再絮凝纖維素懸浮 夜適σ地，水浴性陰離子聚合物可為一直鏈聚合物。與 在沒有陰離子聚合物存在下的陽離子聚合物及澎土相比： 该方法顯著地增加濾水速度。 ^先别技術之方法提供改進之留存率及濾水，並時常搜 :改進留存率、濾水及組織的平衡。不過留存率及濾水同 日守土曰加。沒有任何上述先前技術涵蓋其中留存率，特別為 9 200846518 灰份留存率增加，但是濾水維持或減低的方法。傳統的造 紙法總是寄託強調於增加留存率及濾水，以便在抄紙機上 達成較高的生產力與同時改進組織。 然而，常被稱為Gapformers之具有極快的濾、水雙網形 成區段之抄紙機的引進係藉由機械裝置戲劇性地改進薄片 堆積及紙原漿濾、水。Gapformer型抄紙機現今常被用於生 產凹印輪轉印刷紙，如超壓光紙（SC )或輕量塗佈（LWC ) 紙。Gapformers以足夠快的速度滤水紙懸浮液，所以不需 要進一步增強濾水速度，尤其介於34與60公克/平方公 尺之間較低的基礎重量。在一些例子中，Gapformers提供 高程度的初濾水。如果該初濾水變得太高時，這可能不利 於Gapformers中必要的下游切變及渡水元件起作用。這是 因為需要以最低的纖維懸浮液濃度施予具有高切變力的濾 水脈衝，使組織及z-方向薄片堆積最優化。

Gapformer 抄紙機的敘述可在”Duoformer CFD- a new development in the field of sheet forming systems” from Schmidt-Rohr，V·; Kohl，B. J· Voith GmbH，Heidenheim， Germany Wochenblatt fur Papierfabrikation (1992), 120 (11-12)，45 5-8，460中發現。在該文件中，其陳述在成形輥上 具有固定壓力的初濾水造成高留存率。藉由在D-區段中的 對立棒之壓力脈衝的後續濾水使組織增強。因此，以 Duoformer CFD可達成顯著地改進之組織，具有改進之留 存率。在 German addition of “Together - Magazin ftir Papierfabrikation (Issue 6 (1998), Bock, K. -J.; Moser, J.; 200846518 published by Voith Sulzer Papiertechnik GmbH & Co. KG, editor Dr. Wolfgang Mohle, Corporate Marketing, Voith Sulzer Papiertechnik GmbH)中，其陳述在上述的''D-區段 (金屬箔或葉片區段）〃下可有效地控制陳述在z_方向上 的薄片堆積。然而，重要的是纖維仍具有懸浮液形式，以 便允許纖維流動。進一步解釋由於D_區段而達成非常好的 結果。其陳述藉由增加在〇_區段中的脫水而戲劇性地改進 組織。 在來自J_ Μ· Voith GmbH之商業出版刊物中（、、Triple Star〃-在世界上用於道林塗佈紙的最新技術及最有效的生 產線，Kotitsche，G·，Merzeder，K· —D·jTiefengruber’M· from Sappi Gratkorn GmbH; Voith 商業出版刊物 p316e，6·98 4000的第7頁，第2攔，第3段之圖8)，其陳述a在成 形機的金屬箱區段中的濾水流速必須儘可能的高。以該方 式達成均勻性及軟組織。 上述原理也仍舊適用於最新生產之Gapf〇rmers。在 V〇lth 之商業出版刊物 P3276 e，4P00 2002-06 中，、'Duofomer TQv陳述也已知為D·區段的彎曲之抽吸箱及負載之成形 葉片為極佳的組織不可或缺的。抽吸箱具有兩個用於脫水 及&制在z-方向上的薄片結構之箱室。進一步陳述、、與配 料印吳組合，發現兩個影響組織的主要參數，無關乎等級： 成形葉片的使用及在成形護套中的白水流速〃。高成形護 套Μ速改進在任何情況中的組織，不論成形葉片負載與 否。k可在懸净液為足以允許纖維移動的液體時，由成形 11 200846518 葉片運轉良好的效果所引起。

另一實例再著重於gapformers中受控制之初濾水的重 要性，例如根據WO-20〇4〇18768中的規劃及設計。Metso 之商業出版刊物 ΕΝ—03 (12/2004)陳述 BelBaie V gap former 輸送〜更好的組織感激於溫和的初步脫水及可負載之葉 片"(第1頁）。更多的資料可在’’Bel Baie V upgrade” (Swietlik，Frank; Irwin，Jeff; Jaakkola，Jyrki· Metso Paper USA，Norcross，GA，USA· Preprint - Annual Meeting，Pulp and Paper Technical Association of Canada, 90th, Montreal, QC，Canada，Jan. 27-29, 2004 (2004)，Book A A109-A112。 出版商：魁北克省蒙特婁市（Montreal )之加拿大的紙漿 及紙技術協會（Pulp and Paper Technical Association of Canada))中發現。 可相比之情況也適用於混合型成形機，其中薄片形成 於慣例的長網成形部上，並接著以相同的方式施予具有脫 水元件之頂網。該混合型成形機的概括敘述可在”Sheet forming with Duoformer D and pressing with shoe presses of the Flexonip type for manufacturing of lineboard and testliner， corrugating medium and folding boxboard”（Grossmann，U.; J. M. Voith GmbH，Heidenheim，

Germany. Wochenblatt fiir Papierfabrikation (1993), 121 (19)，775-6, 778, 780-2)中發現。濾水的控制對薄片堆積及 最終產物品質至關重要。 明確的是在許多例子中只增加濾水不提供獲得最優化 12 200846518 紙品質的解決辦法。相反地，可能希望提供受控制之濃水 雖然增加在葉片區段中的脫水可藉由增加風扇幫浦速 度而達成，這會攜帶更多的水穿入成形區中，調整濾水元 件，減少前箱固體及/或減低在成形輥上的初漉水，但是 仍然希望提供使紙品質最優化之化學裝置。特別地，可能 希望提供可允許降低濾水速度，但是增強留存率的化學留 存系統。特別地，可能希望使與適當的灰份留存率組合的 薄片堆積最優化，以便達成所欲之填料程度，除了使絮凝 物尺寸分布最優化之外。可能尤其希望達成該填料程度， 除了生產更細/更小的聚集物以改進均化之外。而且，可 希主k t、種&供機械級填料紙增加之灰份留存率及較 佳地增加之組織，且維持或較佳地減低濾水之方法。 【發明内容】 根據本餐明’吾等提供一種製造填料配合紙的方法， 其包含提供含有機械紙漿及填料的濃原漿纖維素懸浮液， 稀釋濃原漿懸浮液以形成稀原漿懸浮液， 曰其中填料係以稀原漿懸浮液的乾重為基準計至少10重 里％之量存在於稀原漿懸浮液中， 使用♦合物留存/濾水系統以使濃原漿懸浮液及/或 稀原漿絮凝， 將稀原漿懸浮液在網篩上濾水以形成薄片及接著將薄 片乾燥的步驟， 其中聚合物留存/濾、水系統包含：

〇水溶性分支陰離子聚合H 13 200846518 i i)水溶性陽離子或兩性聚合物。 意外地，該方法導致相對於總留存率而言相等或上升 的灰份留存率，證實相對於基礎重量而言相等或上升的灰 份程度，不增加濾水。在一些例子中，總留存率增加。而 且，在許多例子中，濾水減低。該方法也提供改進之組織。 該自由濾水的減低或維持能夠使薄片堆積最優化，尤其在 快速濾水之抄紙機的例子中。在較佳的形式中，與先前技 術之方法相比，吾等也發現在製造機械級紙時，尤其是 紙時’總聚合物劑量減少。吾等也發現該方法能夠形疋成小 的絮凝物，其導致改進之組織、孔尺寸、印刷能力盘在扑 紙機的壓榨區段中好的流動能力。 y 該等改進不可能從上述之先前技術預料，例如w〇_A_ 9829604 ’其使用陽離子聚合物及分支陰離子聚合物，、生 成濾水及留存率二者皆增加。益咅 ^ …，以又判理淪的限制，五等 咸信在本發明中，陰離子分支聚合物及/或陽離子聚:物 以某種方式與含有機械纖維及至少、1〇重 維素懸浮液交互作用，造錢水速度與留存程度，、= ，伤留存程度分離。據水及總留存率或灰份留存率的該八 離可被稱為去搞合效應。 人7i 濾水及灰份留存率的該耦合特別有用 料紙，如凹印輪韓印a丨細, 表每機械級填 凹P輪轉印刷紙，例如超壓光紙（s 量塗佈（L WC )紙。 、:氏）及輕 在製造高料紙時’本發明的方法提供—種優先併入 更夕的填料至紙薄片中的裝 裝置因此，在本發明較佳的形 200846518 式中，其中灰份留存率相對於總留存率而言増加，纖維留 存率的相對程度傾向減低。這具有允許紙薄片包括較高的 填料程度及減低的纖維程度之優勢。這導致顯著的^ =件 勢’因為纖維比填料更貴。 〃炎

、較佳地，水溶性陽離子或兩性聚合物為具有至少】5 公合/公克之固有黏度的天然聚合物或合成聚合物。適人 =天然聚合物包括經常以改良後攜帶陽離子電荷的多糖： =另:選擇為兩性聚合物，由於其攜帶陽離子及陰離子電 二。天然聚合物包括陽離子殿粉、兩性殿粉、 二甸胺糖等。較佳地，陽離子或兩性聚 括更佳地，合成聚合物係從乙稀化不飽和陽離子單 = 包括至少-種陽離子單體，及若兩性時，i少一= 離子早體及至少一種陰離子 當聚合物為兩性時1較佳的是物所形成。 的陽離子其園 “的疋其攜帶比陰離子基團更多 ==團，使得兩性聚合物為優勢的陽離子。通常， 離子永δ物較佳。特 少3公 寻則土的知離子或兩性聚合物具有至 公合/公。二之二有黏度。典型地，固有黏度為至少4 亚㊉可尚至20或3〇公合/公克 地介於4與1。公合/公克之間。“克“較佳 為基聚準Sr:可藉由Μ備以聚合物的活性物含量 克哕〇 5 ，今液（O.^Ww/w)而測定。將2公 克°亥0.5··聚合物溶液在 升去離子水使用】v、士 衝至Ρ ·〇(每公 二鈉）的50^ .《碗酸二氯納及32.26公克磷酸氫 宅升2Μ氯化納溶液稀釋成_毫升，並將全 15 200846518 部以去離子水稀釋1 1GG毫升標記處。聚合物的固有黏度 係在25t：下在1M緩衝鹽溶液巾使们號懸面黏度計測量。 所述之固有黏度值係根據該方法測量，除非有另外的陳

聚合物可藉由水溶性單體或水溶性單體換合物之聚合 反應而衣備。吾等以水溶性意味水溶性單體或水溶性單體 摻合物在1〇0毫升水中及饥下具有至少5公克之水中溶 解度：聚合物可藉由任何適合的聚合方法而依慣例製備。 較么地，水洛性聚合物為陽離子，並從本文提及的— 或多種乙烯化不飽和陽離子單體視需要與一或多種非離子 單體戶《成。陽離子單體包括（甲基）丙烯酸二㈣基烧醋、 :燒胺基烧基（曱基）丙稀醯胺，包括其酸加成鹽類及四級 鉍鹽頒’氯化二烯丙基二甲銨。較佳的陽離子單體包括丙 稀酸二甲胺基乙醋及甲基丙烯酸二甲胺基乙δ旨之甲基氯四 、·及鉍鹽類。適合的非離子單體包括不飽和非離子單體，例 丙烯imfe、甲基丙烯醯胺、丙烯酸經乙酯、乙浠基。比 咯。疋_。特別佳的聚合物包括丙烯醯胺與丙烯酸二甲胺基 乙酯之甲基氯四級銨鹽類之共聚物。 至 備 聚 酸 當聚合物為兩性時，則其可從至少一種陽離子單體及 少一種陰離子單體與視需要至少一種非離子單體來製 i陽離子單體及視需要的非離子單體於上述關於陽離子 合物所陳述。適合的陰離子單體包括丙烯酸、曱基丙烯 、順丁烯二酸、巴豆酸、伊康酸、乙烯磺酸、烯丙磺酸、 2-丙烯酸胺基-2-甲基丙烷、磺酸及其鹽類。 200846518 聯判物可為直鍵’其中彼等實質上係在沒有分支或交 外月、子在下來製備。另一選擇地，可將聚合物分支 聯’例如在ερ_α·助則。 或父 希望聚合物可以反相乳液聚合反應製備，視需要接著 在減壓與減溫下脫水，並常被稱為共沸脫水，以形成聚合 2顆粒在油中的分散液。另一選擇地，聚合物可藉由反相 懸汙液聚合反應而以珠形式提供，或藉由水溶液聚合反 Φ 接著如碎、乾燥及接著研磨而以粉末形式提供。聚合 可藉由懸浮液聚合反應而以聚合物珠得到，或藉由油包 水型乳液聚合反應而以油包水型乳液或分散液得到，例 如’根據 ΕΡ‘ 150933、ΕΡ4102760 或m26528 所 定義之方法。 4寸另]彳土的疋聚合物為陽離子，並從至少1 〇重量％之陽 離子早體或單體類所形成。甚至更佳的是含有至少2〇或3〇 重里^之陽離子單體單元之聚合物。可能希望使用具有非 _ f高的陽離子度之陽離子聚合物，例如，大於5〇%至高達 8〇或甚至100%之陽離子單體單元。尤其較佳的是當第二 個陽離子絮凝劑聚合物係選自由陽離子聚丙烯醯胺、氯化 —烷基一浠丙銨，例如氯化二烯丙基二甲銨之聚合物、（甲 基）丙烯酸二烷胺基烷酯（或其鹽類）及二烷胺基烷基（甲 基）丙烯醯胺（或其鹽類）所組成的群組時。其他適合的聚 合物包括聚乙烯胺及以Manich改良之聚丙烯醯胺。特別 k的聚合物包括介於20與60重量％之間的丙烯酸及/或 甲基丙烯酸二甲胺基乙酯及介於4〇與8〇重量％之間的丙 17 200846518 稀醯胺。 水溶性陽離子或雨性聚合物之劑量應為有效量，並且 正常係以每公噸無水纖維素懸浮液計至少20公克，而經 常為至少50公克。給量可南至以每公噸計1或2公斤， 但是經常在以每公順計100或1 50公克至高達以每公嘲計 8 00公克之範圍内。經常更有效的結果係在水溶性陽離子 或兩性聚合物之給量係以每公噸計至少200公克時達成， 典型地以每公嘲計至少250公克，而時常以每公嘲計至少 300公克。 可將陽離子或兩性聚合物加入濃原漿中或稀原漿流 中。較佳地，將陽離子或兩性聚合物加入稀原漿流中，例 如，在一或多個機械降解階段之前，如風扇幫浦或離心篩。 較佳地，在至少其中一個機械降解階段之後，加入聚合物。 斗寸別有效的結果係在水溶性1%離子或兩性聚合物與陽 離子凝聚劑結合使用時發現。陽離子凝聚劑可為無機材 料，如明礬、聚氯化鋁、氯化鋁三水合物及銘氯 (aluminochloro)水合物。然而，較佳的是陽離子凝聚劑 為有機聚合物。 陽離子凝聚劑希望為水溶性聚合物，其可為例如相對 南離子度的相對低分子量聚合物。例如，聚合物可為任 何適合的乙烯化不飽和陽離子單體的均聚物，以聚合提供 具有高達3公合/公克之固有黏度的聚合物。典型地，固 有黏度經常為至少〇·1公合/公克，且常在0.2或〇·5公合 /公克至1或2公合/公克之範圍内。以氯化二烯丙基二 18 200846518 甲銨（DADMAC )之均聚物較佳。其他有價值的陽離子凝 聚劑包括聚乙烯亞胺、聚胺表氯醇及聚雙氰胺。 低分子量高陽離子度聚合物可為例如藉由胺類與其他 適合的二-或三-官能性物種之縮合反應所形成的加成聚合 物。例如，聚合物可藉由將一或多種選自二曱胺、三曱胺 及乙二胺等之胺類與表画醇（以表氯醇較佳）反應所形成。 其他適合的陽離子凝聚劑聚合物包括低分子量高電荷密度 聚乙烯胺。聚乙烯胺的製備可藉由將乙烯基乙醯胺聚合， _ 以形成聚乙烯基乙醯胺，接著水解，得到聚乙烯胺。通常， 陽離子凝聚劑展現至少2且經常為至少3 mEq /公克之陽 離子電荷密度，並可高至4或5 mEq /公克或更高。 特別佳的是陽離子凝聚劑為具有至少1或2公合/公 克，時常高達3公合/公克或甚至更高的固有黏度且展現 大於3 mEq /公克之陽離子電荷密度的合成聚合物，較佳 地為DADMAC之均聚物。聚DADMAC的製備可藉由使用 還原氧化引發劑聚合DADMAC單體水溶液，以提供聚合 ® 物水溶液。另一選擇地，DADMAC單體水溶液可使用懸浮 劑，例如界面活性劑或安定劑懸浮在與水不互溶之液體 中，並聚合，以形成聚DADMAC之聚合珠。 尤其佳的陽離子凝聚劑為DADMAC之相對低分子量 均聚物，其展現至少2公合/公克之固有黏度。該等聚合 物可藉由製備含有DADMAC單體之水溶液而製得，基引 發劑或混合物為具有以單體為基準計介於0.1與5%之間 的基引發劑及視需要為螯合劑。將該單體混合物在且低於 19 200846518 60°C之溫度下加熱，使單體聚合成具有轉換率程度介於⑽ 與99%之間的均聚物。接著藉由在介於6〇與12〇。匸之間 的又向度加熱而將該均聚物後置處理。典型地，該 DADMAC聚合物可根據在pcT/Ep2〇〇6/〇67244中所提出之 敘述來製備。 陽離子凝聚劑的有效給量典型地以每公噸無水纖維素 懸/于液汁至少20公克，而經常為至少5〇公克。給量可高 至以每公，計1或2公斤，但是經常在以每公料⑽或 150公克至高達以每公噸計8〇〇公克之範圍内。經常更有 效的結果係在水溶性陽離子或兩性聚合物之給量係以每公 頓计至少200公克時達成，典型地以每公噸計至少25〇公 克’而日守常以每公领計至少3 〇 〇公克。 水溶性陽離子或兩性聚合物及陽離子凝聚劑可依序或 同％加入。可將陽離子凝聚劑加入濃原漿中或稀原漿中。 在一些環境中，可能有用的是將陽離子凝聚劑加入混合箱 或掺合箱中，或另一選擇係加入濃原漿的一或多個組份 中。陽離子凝聚劑可在水溶性陽離子或兩性聚合物之前加 入，另一選擇地，其可在水溶性陽離子或兩性聚合物之後 加入。然而，較佳地，水溶性陽離子或兩性聚合物及陽離 子凝聚劑以摻合物加人纖維素懸浮液中。可將該摻合物稱 為陽離子/陽離子留存系統。 ^通$，水溶性陽離子或兩性聚合物具有比陽離子凝聚 劑更鬲的分子量（及固有黏度）。 陽離子/陽離子摻合物之量正常係與每一該兩種組份 20 200846518 有關，如上所述。通常，吾等發現單獨的陽離子或兩性聚 合物或陽離子/陽離子掺合物之劑量比其中不包括分支陰 離子聚合物的系統之劑量更低。 水溶性分支陰離子聚合物可為任何適合的水溶性聚合 物，其具有某種程度的分支或結構化，其先決條件係結構 化不會過度至使得聚合物不可溶。 較佳地，水溶性分支陰離子聚合物具有 (a) 大於丨·5公合/公克之固有黏度及/或大於約2.0 攀 毫帕·秒之食鹽水布氏黏度（UL黏度）及 (b) 在〇·〇〇5Ηζ下具有大於〇·7之相角正切的流變振盪 值及/或 ⑷具有至少、3倍於沒有分支劑存在下製得的對應之未 分支聚合物的鹽化SLV黏度值的去離子化SLV黏度值。 陰離子分支聚合物係從含有至少一種陰離子或潛在的 陰邊子乙烯化不飽和單體及例如在⑽4中所述 之少量的分支劑之水溶性單體摻合物所形成。通常，聚合 •物係從5至100重量％之陰離子水溶性單體及〇至％重 ϊ %之非離子水溶性單體所形成。 典型地，水溶性單體在水中具有至少5公克/ 10〇立 方公分之溶解度。陰離子單體較佳地選自由丙烯酸、甲基 丙烯酸、順丁烯二酸、巴豆酸、伊康酸、2_丙烯醯胺甲 基丙:^ %酸、烯丙磺酸及乙烯磺酸與其鹼金屬或銨鹽類所 組成的群組。非離子單體較佳地選自由丙烯醯胺、甲基丙 婦胺、N-乙基咄咯啶酮及丙烯酸羥乙酯所組成的群組。 21 200846518 特別佳的分支聚合物包含具有分支劑之丙烯酸鈉，或丙歸 酿胺、丙烯酸鈉及分支劑。

分支劑可為藉由經由羧酸或其他侧鏈基團（例如，譬 氧化物、矽烷、多價金屬或曱醛）之反應引起分支的任何 化學材料。較佳地，分支劑為聚乙烯化不飽和單體，其包 括在形成聚合物的單體摻合物中。所需要之分支劑量將根 據特殊的分支劑而改變。因此，當使用聚乙烯化不飽和丙 烯酸分支劑，如亞甲雙丙烯醯胺時，則莫耳量經常低於 莫耳ppm，而較佳地低於20 ppm。通常，其低於1〇 ppm， 而最佳地低於5 ppm。最適宜的分支劑量較佳地從約〇.5 至3或3.5莫耳ppm，或甚至3.8 ppm，但是在一些實例中， 可成希望使用7或1 〇 ρ ρ πι。 較佳地，分支劑具有水溶性。典型地，其可為二官能 性材料，如亞甲雙丙烯醯胺，或其可為三官能性、四 性或更高官能性交聯劑，例如氯化四烯丙鏔。通常，因為 烯丙系單體傾向具有較低的反應性比率，所以彼等較不可 輕易聚合，因此在使用聚乙烯化不飽和烯丙系分支劑，如 氯化四烯丙銨時，則標準的常規係使用較高的程度，例如 5至30或甚至35莫耳ppm或甚至38 ppm，並且甚至高至 70 或 100 ppm 〇 也可能希望包括鏈轉移劑至單體混合物中。在包括鏈 轉移劑時，該劑可以重量計至少2 _之量使用，並也可 以以重量計至多200 ppm之量包括在混合物中。典型地， 鍵轉移劑之量可在以重量計1G至5G ppm之範圍内。鍵轉 22 200846518 移劑可以是任何適合的化學物質，例如次鱗酸納、2遵乙 醇、類果酸或硫代乙醇酸。然而，較佳地’陰離子分支聚 合物係在沒有加入的鏈轉移劑存在下製備。 久

陰離子分支聚合物通常具有油包水型乳液或分散液形 式，、3L地*合物係藉由反相乳液聚合反應所製得，以 便形成反相乳液。該產物經常以至少95重量％具有小於W 微米之顆粒尺寸，而較佳地以至彡％重量％具有小於2 微米之顆粒尺寸，例如，實質上大於ι〇〇 I米，而實質上 尤其在5〇0奈米至1微米之範圍内。聚合物可藉由慣例的 反相乳液或微乳液聚合技術來製備。 在〇·〇〇5Ηζ下之相角正切值係使用控制應力之流變計 以振盪模式於轉動2小時之後的去離子水中的i 5重量％ 之聚合物水溶液所獲得。在該作用的過程中，使用配備06 公分丙烯酸圓錐體’ r58,圓錐角及58微米截斷值之 Canned CSR 100(項目編號5664)。使用約2_3毫升之 樣品體積。溫度係使用帕耳t占（Peltier)板控制在2〇.代+ 〇.i°c下。使用依據以對數為基準之5χ1()·4孤度的角位移在 個階段中從（U^Hzi 1Hz之頻率掃描。記錄g，及g” 測量值，並用於計算相角正切（G”/G，）值。相角正切值 為在系統内的損失（黏性）模數G”對貯存（彈性）模數屮 之比率。 在低頻率下（〇.〇〇5Hz) ’咸信樣品的變形速度足夠緩 慢’能夠使直鏈或分支糾結鏈解開。網絡或交聯系統1有 永久的鏈糾結及顯示越過寬頻率範圍的低相角正切值。因 23 200846518 此’使用低頻率（例如，〇 〇·〇05Ηζ)測量值使在水性環境中 的聚合物性質特徵化。 陰離子刀支聚合物在〇〇〇5Hz下應該具有大於〇·7之 相角正切值。較佳的陰離子分支聚合物在〇·刪Ζ下具有 之相角正切值。相角正切值可為至少^力，並在一些例 子中該值可南至1·8 $ 2 〇或更高。較佳地，固有黏度 為至少2公合/公克，例如，至少4公合/公克，特別地 ^ 5或6公合/公克。可能希望提供實質上較高的分子 里之聚合物，其展現高至16或18公合/公克之固有黏度。 然而，最佳的聚合物具有在7至12么、合/公克之範圍内 的固有黏度，尤其8至10公合/公克。

久較佳的分支陰離子聚合物也可藉由參考在相同的聚合 ^件下，但是沒有分支劑存在下所製得的對應聚合物（即 I未分支聚合物〃）而特徵化。未分支聚合物通常具有至 夕6 A合/公克之固有黏度，而較佳地至少8公合/公克。 ^寸$為1 6至3 0公合/公克。分支劑的量經常使得固有 ^度比上述之未分支聚合物的原始值（以公合/公克表 不）減少10至70%，或有時高達90%。 聚合物的食鹽水布氏黏度（UL黏度）係藉由在25〇c 下製備在1M NaCl水溶液中的重量％之活性聚合物水 心液’在6轉/分鐘下使用配備UL接合器之布氏黏度計 斤’貝】星。因此’可先將粉末狀聚合物或反相聚合物溶解在 去離子水中，以形成濃縮溶液，並將該濃縮溶液以1M水 性NaCl稀釋。食鹽水溶液黏度經常大於2 〇毫帕·秒及時 24 200846518 常為至少2.2,而較佳地至少2·5毫帕•秒。在許多例子中， 其不超過5毫帕•秒，而經常以3至4之值較佳。該等全部 在60轉/分鐘下測量。 使陰離子分支聚合物特徵化所使用的SLV黏度值係在 25°C下使用玻璃懸面黏度計所载，根據溶液的黏度選擇 適*的黏度計。黏度值為卜η〇 / η。，其中η及〜分別為聚 合物水溶液及空白溶劑的黏度結果。這也可被稱為比黏 度。去#子化SLV黏度值為在去離子水中所製備的〇 〇5% •之聚合物水溶液所獲得的值。鹽化SLV黏度值為在m氯 化納中所製備的〇·〇5%聚合物水溶液所獲得的值。 去離子化SLV黏度值較佳地至少3，而通常至少4， 例士间達7，8或更咼。當該值大於5時，則獲得最好的 、、Ό果軏仏地，该值大於未分支聚合物的去離子化SLV黏 度值，換言之，該未分支聚合物係在相同的聚合條件下， 2是沒有分支劑的存在下所製得的聚合物（且因此具有較 籲南的固有黏度）。如果去離子化SLV黏度值不比未分支聚 合物的去離子化SLV黏度值更高時，則較佳地其為未分支 聚合物之去離子化SLV黏度值的至少5〇%，而經常為至 少7^%。鹽化SLV黏度值經常小於i。去離子化黏 度值常為鹽化SLV黏度值的至少5倍，而較佳地至少8倍。 。▲水溶性陰離子分支聚合物可適合以乾重為基準以每^公 貢计至v 1 0公克之給量加入纖維素懸浮液中。該量可以 每$噸計多至2000或3000公克或更高。較佳地，該給量 係介於以每公噸計1〇〇公克與以每公噸計1〇〇〇公克之間， 25 200846518 更佳地介於以每公噸計150公克與以每公噸計75〇公克之 間。還更佳地，該給量時常介於以每公噸計2⑽與5〇〇公 克之間。所有的給量係以纖維素懸浮液的乾重計之活性聚 合物重量為基準。 水 >谷性陰離子分支聚合物可適合在該方法中的任何方 便的點加入，例如，加入稀原漿懸浮液中或另一選擇地加 入濃原漿懸浮液中。在一些例子中，可能希望將陰離子分 支聚合物加入混合箱、摻合箱或或許加入一或多個原漿組 份中。然而，較佳地，可將陰離子分支聚合物加入稀原漿 中。確切的加入點可在其中一個切變階段之前。典型地， 該等切變階段包括混合、泵抽及清潔階段或誘發絮凝物機 械降解的其他階段。希望切變階段係選自風扇幫浦或離心 篩中之一。另一選擇地，該陰離子聚合物可在一或多個風 扇幫浦之後，但是在離心篩之前，或在一些例子中，在離 心師之後加入。 可將切變階段視作機械切變階段，希望在絮凝之懸浮 液上起作用，以該方式降解絮凝物。留存/濾水系統的所 有組份可在切變階段之前加入，雖然較佳地將留存/渡水 系統的至少最後一個組份在濾水形成薄片之前於該方法中 ’又有任何貫質切變的點上加入纖維素懸浮液中。因此，較 佳的是將留存/濾水系統的至少一個組份加入纖維素懸浮 液中’並接著使因此形成的絮凝懸浮液接受機械切變，其 中將絮政物以機械降解，並接著在濾水之前，加入留存/ 渡水系統的至少一個組份，使懸浮液再絮凝。 26 200846518 可將留存/濾水系統的第一個組份加入纖維素懸浮液 中，並接著可將因此形成的絮凝懸浮液通過一或多個切變 p白段。可加入留存/濾水系統的第二個組份，使懸浮液再 絮凝接著可使該再絮凝懸浮液接受進一步的機械切變。 切欠之再絮凝懸浮液也可藉由加入留存/濾水系統的第三 個組伤而進-步絮凝。@ 了水溶性陽離子或兩性聚合物及 陰離子分支聚合物，例如，俗稱之陽離子/陽離子系統及 陰離子刀支承合物之外’留存/濾水系統的第三個組份為 例如所使用之陽離子凝聚劑。 在4方法中，陰離子聚合物可在加入水溶性陽離子或 兩u物之後及/或在加入陽離子凝聚劑之後加入。然 而p等兔現以相對於總留存率而言改進灰份留存率，但 是降低濾水為角度，特別有效的結果是在陰離子聚合物係 在加入水溶性陽離子或兩性聚合物之前及也在陽離子凝聚 劑之前加入纖維素懸浮液時。因此，在加入水溶性陽離子 或兩性聚合物及（有使用時）陽離子凝聚劑之前，希望水 溶性分支陰離子聚合物已存在於纖維素懸浮液中。該加入 次序罕見於之前的許多已知的方法 _ ^ τ 正吊的慣例是陽離 子留存助劑及尤其任何陽離子凝聚 坑來劑係在任何陰離子聚合 物留存助劑之前加入。 當水溶性分支陰離子聚合物加入纖維素懸浮液中時， 正常地導致懸浮固體的絮凝作用。 又土也，在加入水溶性 陽離子或兩性聚合物及（有使用時、 叮J㈣離子凝聚劑之前， 使纖維素懸浮液接受至少一個導 v致機械降解的階段。通 27 200846518 常，纖維素縣！>1 等階段為包通過一或多個該等階段。典型地，該 幫浦或離心筛二泵抽及清潔階段的切變階段’如風扇 义本七明更佳的觀點中’水溶性分支聚合物係在離心 師之w加入，而 士、 而且水溶性陽離子或兩性聚合物及（有傕用 士 陽離子凝聚劑係在離心篩之後加人纖維素懸浮液中。 計至m氏可為從含有機械纖維及以稀原聚的乾重為基準 人夕10重置％之填料的纖維素懸浮液所製得的任何適 的、氏例如，紙可為輕量塗佈紙（LWC)或更佳地置為 紙超壓光紙（SC'紙）。 更“/、為 —6 口等以機械纖維意味纖維素懸浮液包含機械紙裝，表 =完全或部分以機械法所製造的任何木漿，包括石研磨木 w)壓力研磨木漿（PGW)、熱機械紙漿（TMp)、 ^學熱機械紙襞（CTMp)或漂白之化學熱機械紙聚 BCTMP )。機械紙等級包括不同的機械紙漿量，經常包 括該紙漿量，以便提供所欲之光學及機械性質。在:些例 子中。在製造填料紙中所使用的紙聚可完全構成一或多種 上述的機械紙漿。除了機械紙槳之外，其他的紙聚常包括 在纖維素懸浮液中。典型地，其他的紙槳可構成至少10 重量％之總纖維含量。在紙製法中所包括的該等其他的紙 漿包括脫墨紙聚及硫酸鹽紙冑（常被稱為牛皮紙幻。 較佳的SC I组成物係以纖維部分包括脫墨紙浆、機 械紙衆及硫酸鹽紙漿為特徵。機械紙漿含量可在以總纖維 合量之量量計介於10與7观之間改變，較佳地介於3〇與 28 200846518 60%之間。脫墨紙漿含量（常被 舌旦丄 1 Μ ^可在以總纖維 重於0與90%之間改變，典型地介於2〇與㈣之 間。硫酸鹽紙漿含量經常在以總纖維重量計介於〇與Μ 重量％之間改變，較佳地介於1〇與25%之間。當合計時， 組份應為100%。 σ 守 纖維素懸浮液可包括其他的成分，如陽離子殿粉及/ 或凝聚劑。典型地’該陽離子澱粉及/或凝聚劑可存在於 加入本發明的留存/滤水系統中的紙原漿中。陽離子殿粉 可在以纖維素纖維重量計介於〇貞5%之間的量存在，血 ，於0_2肖1%之間。凝聚劑經常以以纖維素纖維重 里4南達1%之量加人，典型地介於0 2與0.5%之間。 ^希望填料可為傳統使用的填料材料。例如，填料可為 如回嶺土，或可為碳酸鈣，其可為研磨之碳酸鈣或 = 。另一種較佳的填料材料包括 ^ 八他的填料材料的實例也包括合成聚合物填 料。 旦 ¥在本發明中所使用的纖維素原漿較佳地包含大 :了 = 以纖維素原漿的乾重為基準計大S 10%。然 匕括大里填料的纖維素原漿經常比可具有紙等級所使 用的不令^ >^壬 >(可七 、t 、 W S 3有較少的填料之纖維素原漿更難以絮 减。這對非常細的. ”抑y 顆粒尺寸填料特別確實，如沉澱碳酸鈣， 以早獨的添加劑引 7 5入紙儲料中或有時是與脫墨紙漿加入的 例子。 本發明能夠從句紅古 I括阿的填料程度及也包括機械纖維的 29 200846518 纖維素原漿製造高填料紙，如sc紙或塗佈之捲筒凹版印 刷紙，例如LWC，其具有極佳的留存率及組織與維持或減 少濾水，其允許更好控制在抄紙機網上的原漿濾水。典型 地，w紙原漿必須在稀原裝中包括高的填料程度，經常為 至少25重量％或至少3〇重量％之無水懸浮液。在將懸浮 液濾水以形成薄片之前，在前箱配料中的填料量時常高達 重量％之無水懸浮液，較佳地介於5〇與65%之間的填 料。希望取終的紙薄片包含高達4〇重量％之填料。應注 Μ典型的SC紙等級包括在薄片中介於25與35%之間的填 料。 、 較佳地，該方法係使用極快速的濾水抄紙機操作，尤 其那些具有極快速的濾水雙網成形區段的抄紙機，特別為 那=破稱為GaPf0rmers或Hybridf〇rmers的抄紙機。本發 明知別適合於生產高填料機械級紙，如在抄紙機上的％ 紙，其中過量的初濾水會以另外的方式發生。該方法能夠 •典，地在已知為Gapf0rmers及HybHdf〇rmers的抄紙機上 以取優化方式平衡留存率、濾水及組織。 在本發明的方法中，吾等發現通常可將第一回合的總 又伤邊存率-整成任何適合的程度，該調整係依據方法 及產率需求而定。SC紙等級經常在比其他的紙等級，如高 級紙 '高填料影印紙、紙板或新聞紙更低的總及灰份留存 程度下生產。通常第一回合的總留存程度係從3〇至6〇重 量％為範圍，典型地從介们5肖5()%之間。灰份 度經常可在從15至45重量％之範圍内，典型地介於 30 200846518 與35%之間。 【實施方式】 下列的實施例說明本發明。 實施例 方法 1.聚合物的製備方法 將所有的聚合物及凝聚劑製備成以活性物為基準計01 %之水溶液。預混合物係由50%之高分子量聚合物及50 _ %之破聚劑所組成，並在彼等加入配料之前，摻合在一起， 成為〇 · 1 %之水溶液。 將殿份製備成1 %之水溶液。 2 ·實施例所使用的聚合物 聚合物A :直鏈聚丙烯醯胺，IV=9，20%之陽離子電 荷。丙烯醯胺與丙烯酸二甲胺基乙酯之甲基氣四級銨鹽（8〇 / 20 wt/wt)之共聚物，具有大於9〇公合/公克之固有黏 度。 聚合物B :以重量計3.5至5.0 ppm之亞甲雙丙烯醯 胺分支劑製得的丙烯醯胺與丙烯醯胺鈉（6〇 / 4〇 )之陰離 子刀支共聚物。該產物係以具有5 0 %之活性物的礦物油為 主之分散液供應。 聚合物C: 50%之水性聚胺==具有5〇%之活性物的聚（表 氯醇二甲胺）溶液，6-7.0毫當量/公克，iv=〇_2 ; GPC分 子量 140.000。 聚合物D :具有20%之活性物的聚DaDMAC水溶液 31 200846518 及1.4公合/公克之IV。6.2毫當量/公克。 聚合物E:具有24%之活性物的改良之聚乙烯亞胺水 溶液。

系統A :網篩後加入的聚合物A 系統B :網篩後加入的50%之聚合物A與5〇%之聚 合物C的預混合物 糸統C ·網師後加入的5 0 %之聚合物a與5 0 %之聚 合物E的預混合物 _ 糸統D ·網師後加入的5 0 %之聚合物a與5 0 %之聚 合物D的預混合物

系統E :網篩前加入的聚合物A 糸統F ··網篩前加入的5 0 %之聚合物A與5 〇 %之聚合 物D的預混合物 3 ·紙配料 南級紙配料1 該鹼性纖維素高級紙懸浮液包含固體，該固體係由高 • 達約90重量％之纖維及約10%之沉澱碳酸鈣填料（PCC) 所組成。所使用的 PCC 為來自 Specialty Minerals Lifford/UK 之無水形式的、、Calopake 。所使用的纖維部分為70 / 30 重量％之漂白之白樺木與漂白之松木的摻合物，敲擊成48。 之肖伯爾瑞格勒（^chopper Riegler )細度，以提供足夠於 實際可行之測試條件的細粒。將配料以自來水稀釋成約0.61 重量％之稠度，其包含約18.3重量％之細粒，分成約50 %之灰份及50%之纖維細粒。將〇·5公斤/公噸之聚氯化 32 200846518 铭（Alcofix 905 )及具有以乾重為基準計0·035之DS值的 5公斤/公噸（以總固體計）之陽離子澱粉（Raisamy 50021 ) 加入紙原漿中。高級紙配料的pH為7.4土0.1，約500微秒/ 公尺之導電度及約-14.3毫伏特之ζ電位。 南級紙配料2 該驗性高級紙配料係由70 / 30重量％之漂白之白樺木 與漂白之松木的摻合物所組成，敲擊成52。之宵伯爾瑞格 勒細度’並以沉殿碳酸鈣漿補充成約2丨.1重量％之灰份含 量。將纖維素懸浮液稀釋成〇·46重量％之固體，該固體包 含約32重量％之細粒，其中包括約61 %之灰份及39%之 纖維細粒。將具有以乾重為基準計〇. 〇35之ds值的5公 斤/公领（以總固體計）之陽離子澱粉（Raisaniy 50021 ) 加入紙原漿中。最終機械配料的pH為7·5±〇·ι，約360微 秒/公尺之導電度及約-22毫伏特之ζ電位。 高級紙配料3 纖維素儲料係根據高級紙配料2製成〇.46重量％之稠 度。灰份含量約18.9%，ζ電位為-22毫伏特。 高級紙配料4 該驗性咼級紙配料係由70 / 30重量％之漂白之白樺木 與漂白之松木的摻合物所組成，敲擊成45 〇之肖伯爾瑞格 勒細度’並以沉澱碳酸鈣漿補充成約46重量％之灰份含 量。將纖維素懸浮液稀釋成〇. 5 8重量％之固體，該固體包 含約53重量％之細粒，其中包括約84%之灰份及16%之 纖維細粒。將具有以乾重為基準計〇〇35之dS值的5公 33 200846518 斤/ a頓（以總固體計）之陽離子殿粉（⑻町爾”） 力入、氏原水中將導電度以氯化鈣上升至丨75〇微秒/公 尺。最終機械配料的PH為7.5±G·卜約_7毫伏特之ζ電位。 脫墨之機械紙漿（Dp )

脫墨之再猶壞配料為約1〇〇之加拿大標準細度的〇Np / MG (舊新聞紙/舊雜誌）混合物。將其以沉澱碳酸鈣 桌（Omya Fl496〇)補充成約％ 7重量％之灰份含量。將 該配料以自來水稀釋成約q.45重量％之最終稠度，其包含 約65重里％之細粒，分成約82%之灰份及8ι%之纖維細 粒。最終咼級紙配料的pH為7·4±〇1，約37〇微秒/公尺之 導電度及約-50毫伏特之ζ電位。高填料Dlp配料例如適 合於SCB紙生產。 機械配料1 將60之加拿大標準細度的過氧化物漂白之機械紙漿以

Calopake F” ，來自 Specifalty Minerals Lifford/UK 之無 水形式的PCC補充成約20.6重量％之灰份含量及稀釋成 約4.8公克/公升之稠度，其包含約33·8重量％之細粒， 該細粒組成為約54.5%之灰份及45.5%之纖維細粒。最終 配料具有約4 0。之肖伯爾瑞格勒細度。將〇 · 5公斤/公嘲之 聚氯化鋁（Alcofix 905 )及具有以乾重為基準計0·035之 DS值的5公斤/公噸（以總固體計）之陽離子澱粉（Raisainy 5〇021 )加入紙原漿中。高級紙廢紙的pjj為7.4土0.1，導 電度約500微秒/公尺及ζ電位約-23.5毫伏特。 機械配料2 34 200846518 將60之加拿大標準細度的過氧化物漂白之機械紙聚以 沉澱礙酸㈣（〇mya F1496q)補充成約Μ』重量％之灰 =量及稀釋成約4·6公克/公升之稠度，其包含約28重 星/6 粒其中該細粒被分成約3 5 %之灰份及6 5 %之 纖維細粒。將具有以乾重為基準計0.03 5之DS值的5公 斤/ a頓（以總固體計）之陽離子殿粉（Raisamy 5〇〇21 ) 加入紙原漿中。最終機械配料的pH為7_5±0·1，導電度約 400微秒/公尺及ζ電位約_3〇毫伏特。 # 機械配料3 將60之加拿大標準細度的過氧化物漂白之機械紙漿以 沉殿碳酸I弓漿（0mya F14960 )補充成約21.8重量％之灰 份含量及稀釋成約〇·45重量％之稠度，其包含約40重量 %之細粒’該細粒包括約56%之灰份及44%之纖維細粒。 將具有以乾重為基準計0 035之DS值的5公斤/公噸（以 總固體计）之陽離子丨殿粉（Raisamy 50021 )加入紙原漿中。 最終機械配料的pH為7.5±0.1，導電度約400微秒/公尺及 _ ζ電位約-31毫伏特。 機械配料4 將60之加拿大標準細度的過氧化物漂白之機械紙漿以 沉澱碳酸鈣漿（〇mya F14960 )補充成約48重量％之灰份 含量及稀釋成約0.46重量％之稠度，其包含約56重量％ 之細粒，其中包括約80%之灰份及20%之纖維細粒。將 具有以乾重為基準計0.035之DS值的5公斤/公噸（以 總固體計）之陽離子澱粉（Raisamy 50021 )加入紙原漿中。 35 200846518 最、冬機械配料的pH為7·5±〇·ΐ，導電度約4〇〇微秒/公尺及 ζ電位約-36毫伏特。 SC配料i 用於進行實施例的纖維素原漿為含有製造SC-紙之配 料的典型木頭。其係由18%之脫墨紙漿、21 5%之未漂白 之石研磨木漿及50%之礦物添加劑所組成，該添加劑包含 5〇%之沉澱碳酸鈣（PCC)及5〇%之黏土。ρα為〇mya F14960，其為用於sc紙中的具有j %之辅助物質的沉澱碳 酸舞水性分散液。黏土為來自iMErys之intramax sc漿。 -亥最終原漿具有〇 · 7 5 %之稠度，約5 4 %之總灰份含量， 69°SR之自由度（肖伯爾瑞格勒方法），ι8〇〇微秒/公尺 之稠度及65%之細粒含量，其中包括約8〇%之灰份及約2〇 %之纖維細粒。將具有以乾重為基準計〇 〇35之DS值的2 公斤/公领（以總固體計）之陽離子澱粉（Raisamy 5〇〇21) 加入紙原漿中。 SC配料2 具有50%之灰份含量的纖維素原漿係根據配料1製成 0 · 7 5 %之稠度’除了使用另一脫墨紙漿之外。自由度為 64°SR，細粒含量為50重量％。 4.自由/初濾水 爐、水性貝係使用具有封阻之後出口的改良型肖伯爾·瑞 格勒裝置所測定，所以濾水經由前開口排出。渡水性能係 以敘述每分鐘多少毫升水經由肖伯爾-瑞格勒網釋出的遽水 速度表現。給S順序與知描雷射顯微法及移動帶成形機實 36 200846518 驗所列者相同。根據SLM模式，在攪拌75秒之後，將紙 原漿濾水。 5·第一回合總留存率及灰份留存率 19平方公分的紙薄片係依據配料類型及稠度而使用 400-5 00毫升紙原漿以移動帶成形機所製得。將該薄片稱 重，使用下列公式測定第一回合總留存率及灰份留存率： FPTR[%]=薄片重量[公克]/以乾重為基準計之紙原漿 總量[公克]*1〇〇 FPTAR[% ]==在薄片中的灰份含量[公克]/以乾重為基 準計之紙原漿總量[公克]* 1 〇〇 為了簡化起見，常被稱為灰份留存率的第一回合灰份 留存率與薄片灰份含量有直接關係的總留存率有關。這代 表填料留存率。為了以實際可行的薄片組成物方式證明本 發明’將灰份留存率與濾水的效應之間的關係依據薄片中 的灰份含量的自由濾水速度來表現。 來自赫爾新基（Helsinki )科技大學的移動帶成形機 (MBF)模擬實驗規格的慣例之福德利尼爾抄紙機（單網 抄紙機）的濕端部位及用於製造手工薄片。紙漿形成於織 物上’其完全與在商業紙及紙板抄紙機中所使用者相同。 移動的穿孔式雄榫連接之帶產生擦塵效應及脈衝，模擬位 於網區段中的水移除元件、金屬箔及真空箱。有一真空箱 在以雄榫連接之帶下。真空程度、帶速度及有效的抽吸時 間與其他的操作參數以電腦系統控制。典型的脈衝頻率範 圍是50-100 Hz及有效的抽吸時間從〇至5〇〇毫秒為範圍。 37 200846518 在網頂端上是一類似於Britt Jar之混合室，其中在將配料 濾水之前，將配料以速度受到控制的螺旋槳切變，以形成 薄片。詳細的 MBF敘述提供在”Advanced wire part simulation with a moving belt former and its applicability in scale up on rotogravure printing paper’’， Strengell，K·， Stenbacka，U·，Ala-Nikkola，J. in Pulp & Paper Canada 105 (3) (2004)，T62-66中。將留存及濾水化學品給量至混合室 中，如在下列模式中所概述（參見表1 )。應注意掃描雷 ® 射顯微法與MBF實驗的給量模式相同，以便結合來自肖 伯爾瑞格勒、掃描雷射顯微法及MBF的結果。 表1 ·· 移動帶成形機 電腦控制之試驗模式 時間[秒] 作用 0 以設定在1500轉/分鐘的 攪拌器開始 12 加入第一個留存助劑 30 在500轉/分鐘下的攪拌器； 加入第二個留存助劑 45 在1500轉/分鐘的攪拌器 75 開始濾水，以形成薄片 6.SLM (掃描雷射顯微法） 在下列實施例中所使用的常被稱為FBRM (聚焦光束 雷射反射測量）的掃描雷射顯微法為真實的時間顆粒尺寸 38 200846518 分布測量及概述在頒予preikschat，F· Κ·及Ε· ( 1989)之美 國專利第4,871，251號中。該顯微法係由78〇奈米聚焦之 旋轉雷射光束所組成，其以2_4公尺/秒之速度掃描經過 關注之懸浮液。將顆粒及絮凝物以雷射光束交叉及使部分 光反射回探針。偵測光反射的持續時間，並轉換成弦長[公 尺/秒*秒=公尺]。測量值不受小於1800轉/分鐘之樣品 飢動速度的影響’因為雷射的掃描速度比混合速度還更 决。使用反向散射光脈衝，以形成介於〇 · 8與1 〇〇〇微米之 間的90對數顆粒尺寸通道的直方圖，具有依據弦長的顆 粒數量/時間。原始數據可以不同的方式呈現，如顆粒數 里或依據時間的弦長。可以選擇平均值、中間值及彼之衍 生值與各種顆粒尺寸範圍敘述所觀察的方法。商業儀器可 取自瑞士 Mettler Toledo 以”Lasentec FBRM”為商標者。更 夕關於使用SLM監控絮凝作用的資訊可在”F1〇eculati⑽ monitoring: focused beam reflectance measurements as measurement to〇r% Blanco, A., Fuente, E., Negro, C. Tijero5 C. in Canadian Journal of Chemical Engineering (229), 80(4), 734-740 中發現，出版商：Canadian Society f〇r Chemieal Engineering ° SLM實驗的目標係測定在薄片形成於網上的該時間之 顆粒尺寸分布的範圍上限之絮凝物數量，在本文以弦長的 尺寸荼數敘述。根據該模式，該時間點為75秒。大尺寸 化纖維素聚集物造成不平均的紙薄片外觀及使組織變差。 圖1說明未加權之弦長分布對以微米計之通道邊界。在顆 39 200846518 ::學中常見的弦長為立方加權，以強調更大的聚集物。 2說明絮凝之叱配料的立方加權之弦長分布對 太十通道邊界。可從圖1及2觀察，介於170與46〇 示:卡之間的範圍敘述關於配料的弦長範圍上限。從而測量 在该4寸殊範圍内以每秒計之顆粒數量計數。 實驗本身包含取出毫升紙原漿及將其放入適當的 混合燒杯中。將配料攪拌及以類似於標準的Britt Jar設定 的可夂速馬達與螺旋紫切變。料的給量順序與移動帶成 形機所使用的順序相同且顯示於下（參見表2): 表2 :

實施例I ··以系統E之高級紙配料 實施例I顯示化學配料之留存率及濾水概念，如在 WO-A-9829604中所述，其包含第一聚合物陽離子留存助 劑（系統E)，以形成纖維素絮凝物，機械降解絮凝物， 200846518 藉由加入第二水溶性陰離子分支臂 ^ 叉 δ物留存助劑（聚合物 Β)而使懸浮液再絮凝，以形成镇 办成-專片。如所預期，總及灰 份留存率與濾水速度同時增加。例如，8〇〇公克/公噸之 系統Ε導致約95%之總留存率、約73%之灰份留存率及 宅升/分鐘之濾水速度。相反地，只以2〇〇公克/公4黃之 系統E及接著以100公克/公噸之聚合物b導致類似的留 存率結果及652毫升/分鐘之較高的濾水速度（參見表

I · 1、I · 2及圖I )。因此’沒有任何會使抄紙機調整介於總 或灰份留存率與另外濾水速度之間的所欲比率之去耦合效 應發生。 表Ι·1 :未加入聚合物Β，系統Ε之劑量==可變 系統Ε之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 公嘲] 鐘] 方公尺] 200 93.6 64.1 6.9 545 83.9 400 93.6 66.8 7.1 588 83.9 800 94.5 73.1 7.7 625 84.7 1000 _97.6 76.7 7.9 638 87.5 41 200846518 表Ι·2 ·· 100公克/公噸之聚合物B=固定，系統E之劑量 可變 系統E之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由渡水 速度 -----Ί 基礎重量 [公克/ 公"頓] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺1 50 87.5 60.6 6.9 566 78.5 100 90.2 63.9 7.1 625 ---—^ 80.8 200 95.3 72.5 7.6 652 85.4 300 98.0 76.2 7.8 714 87.9 ----^ 實施例II ··以系統A之高級紙配料2 該實施例顯示在系統A之前所加入的聚合物B關於在 南級紙中的留存率及濾水的去耦合事件之衝擊。如圖^ 中所示，依據在薄片中的灰份含量之系統A的濾水分布維 持不變。從而本發明較佳的給量形式不在化學紙漿中起作 用’或換5之，其不適合於脫木素化纖維（參見表Π1、^ 2 及圖 II.2) 。 · 而且，以活性聚合物為基準的留存率變差，被鑑證為 聚合物B+系統A(參1目„.2)。絮凝法變得不合經濟性: 並且既不提供有技術性的抄紙機，也不提供成本利益。 42 200846518 表 ΙΙ·1 : i t加入聚合物B， 系統A之劑量=可變 系統A之 第一 第一回 在薄片 自由濾水 基礎重量 劑量 回合 合總灰 中的灰 速度 總留 份留存 份含量 存率 率 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 公噸] 鐘] 方公尺] 200 78.8 42.7 11.4 649 53.2 400 80.1 51.4 13.5 758 54.1 600 82.3 57.3 14.7 826 55.6 800 82.4 59.4 15.2 866 55.7 1200 83.0 63.2 16.1 957 56.1 表II.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統A之劑量 =可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由滤水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 400 76.8 38.7 10.6 627 51.9 600 79.6 44.1 11.7 673 53.8 800 80.8 47.7 12.4 699 54.6 1000 80.4 50.3 13.2 727 54.4 1400 81.9 55.8 14.4 791 55.4 43 200846518 實施例III :以系統c及D之高級紙配料3 實施例III突顯來自實施例II的發現，特別地在具有 中間切變階段的陽離子/陽離子系統之前所加入的陰離子 分支聚合物B不提供類似或改進之灰份留存率及在相同的 時間下不提供減低的濾水。系統C係以聚丙烯醯胺及聚乙 烯亞胺為基準之典型的陽離子/陽離子系統，反而系統D 代表含有陽離子/陽離子系統之聚DADMAC (參見表 III.1-4 與圖 ιπ·ι 及 πΐ·2)。 ^加入聚合物B，系統C之劑量=可變 糸統C之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾、水 速度 基礎重量 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 —公噸] 鐘] 方公尺] _ 50 66.7 5.3 1.5 714 56.3 100 67.9 10.0 2.8 714 57.4 __200 72.1 24.3 6.4 698 60.9 .__300 74.9 32.1 8.1 750 63.3 _400 76.6 44.3 10.9 811 64.7 __500 79.1 48.3 11.5 938 66.9 44 200846518 表III.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統C之劑量

=可變 系統C之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公噸] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 50 72.8 28.2 7.3 667 61.5 100 72.2 32.6 8.5 714 61.0 200 72.6 29.8 7.8 698 61.3 300 75.2 36.8 9.2 789 63.5 400 74.0 38.0 9.7 769 62.5 500 75.3 41.1 10.3 811 63.7 600 76.4 49.1 12.1 1000 64.6 表III.3 :未加入聚合物B，系統D之劑量=可變 系統D之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公°頓] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 100 68.4 17.3 4.7 714 59.1 200 70.0 33.6 8.7 732 61.6 300 72.9 38.8 9.7 769 64.2 400 76.0 43.6 10.8 811 64.4 500 76.8 38.5 9.5 789 64.9 45 200846518 表III.4 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統D之劑 量=可變 系統D之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在溥片 中的灰 份含量 自由濾、水 速度 基礎重量 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 公嘲] 鐘] 方公尺] 50 71.6 29.5 7.8 732 60.5 100 72.3 24.7 6.5 714 61.1 200 74.0 29.4 7.5 698 62.6 300 73.7 39.7 10.2 789 62.3 500 75.0 45.9 11.6 811 63.4 600 78.2 51.3 12.4 857 66.0 實施例IV ··以系統八之高級紙配料4 該實施例的目的係顯示灰份留存率及濾水之去耦合也 不會在高級紙配料中較高的灰份程度下達成，因為其可用 於生產高填料影印紙（參見表IV.1、IV.2及圖IV)。 46 200846518 表IV. 1 :未加入聚合物B，系統A之劑量=可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 公嘴] 鐘] 方公尺] 200 62.4 27.3 20.1 625 53.2 400 69.2 41.9 27.9 670 58.9 600 71.3 48.6 31.4 694 60.7 1000 73.4 55.0 34.4 73 5 62.6 表 IV.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統八之劑量 =可變 系統A之 第一 第一回 在薄片 自由滤水 基礎重量 劑量 回合 合總灰 中的灰 速度 總留 份留存 份含量 存率 率 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 公嘲] 鐘] 方公尺] 200 68.7 37.2 24.9 670 58.6 400 69.9 40.8 26.8 708 59.6 600 71.3 46.9 30.3 721 60.8 1000 72.9 53.2 33.6 750 62.1 實施例V ··以系統A及B之脫墨再循環紙漿（DIP ) 47 200846518 實施例V以DIP配料為實例證明在本發明所定義之去 #馬合效應不會發生在再循淨總絡 時增加，與使用單配科中。留存率及遽水同 統無關。因此，不提;1^絮凝劑或·陽離子/陽離子系 V·"與圖V.u v : &濟的獨立濾水控制（參見表 鼻」^1 ··个加b

系統A之 劑量 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水. 速度

:變2:25°公克/公嘲之聚合物-固定，系統A之劑量

48 200846518 表 V.3 : 4 己加入聚合物B， 系統B之劑量=可變 系統Α之 第一 第一回 在薄片 自由濾水 基礎重量 劑量 回合 合總灰 中的灰 速度 總留 份留存 份含量 存率 率 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 公嘲] 鐘] 方公尺] 600 51.8 22.2 24.3 852 34.2 800 56.3 26.7 26.9 987 37.2 1000 59.4 33.6 32.0 1014 39.3 1600 66.3 44.5 38.1 1136 43· 8 表V.4 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統B之劑量 二可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在溥片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公噸] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 400 54.2 26.7 27.9 1071 35.8 600 60.2 31.6 29.7 1136 39.8 800 64.7 41.4 36.3 1293 42.8 實施例VI :以系統E之機械配料1 在該實施例中的機械配料係以加入PAC及澱粉的類似 49 200846518 方式製備成高級紙配料1。系統E同樣地與100公克/公 噸之聚合物B結合施予。意外地，總及灰份留存率增加， 而同時濾水速度減低。例如，80〇公克/公噸之系統E導 致約77%之總留存率、約π%之灰份留存率及1〇〇8毫升 /分鐘之濾水速度。相反地，以400公克/公噸之系統E 及接著以100公克/公噸之聚合物B導致類似的留存率結 果及929宅升/分鐘之較低的濾水速度（參見表VI1、Vl.2 及圖VI ) °因此，總及灰份留存率的增加與濾水速度去輕 籲 合。現在抄紙機可藉由對準兩種組份來調整介於灰份留存 率與濾水之間的所欲比率。 奉VI.1 :未加合物b，系統e之劑量：=可變 系統E之 第一 第一回 在薄片 自由濾水 基礎重量 劑量 回合 合總灰 中的灰 速度 總留 份留存 份含量 存率 ------ _率 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/分 [公克/平 公噸] ^_ —___ 方公尺1 600 77.8 37.8 10.0 905 — 54.8 800 77.2_ _47·1 12.6 1008 54.4 1200 77.0 51.4 13.7 1103 54.3 50 200846518 表VI.2 : 100公克/八 ▲ 兄/公噸之聚合物B=固定，系統E之劑量

實施例VII :以系絲Δ 51 200846518 表VII. 1 :未加入聚合物B，系統A之劑量=可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在溥片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 82.0 34.1 4.2 727 55.4 400 85.9 51.7 6.1 866 58.1 600 87.9 62.2 7.2 1010 59.4 800 90.2 63.6 7.2 1070 61.0 1200 90.4 74.8 8.4 1212 61.1

表VII.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統A之劑 量=可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 83.0 49.4 6.1 673 56.1 400 85.7 56.5 6.7 758 57.9 600 86.9 62.1 7.3 791 58.7 800 88.0 67.2 7.8 866 59.5 52 200846518 表VII.3 ··未加入聚合物B，系統B之劑量=可變 系統B之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 400 56.4 39.3 4.8 727 56.4 600 57.3 46.0 5.5 791 57.3 800 57.9 50.8 6.1 826 57.9 1000 58.8 52.0 6.1 866 58.9 1600 60.4 63.1 7.2 95 7 60.4 表VII.4 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統B之劑 量=可變 系統B之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾、水 速度 基礎重量 [公克/ 公σ頓] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 54.3 41.1 5.2 649 54.3 400 57.8 54.9 6.5 727 57.8 600 58.7 64.8 7.6 866 58.7 800 60.2 69.4 7.9 957 60.2 53 200846518 實施例VIII :以系鍊A、' E & G之機械配料3 以機械西己料2進^亍的貝知例顯不本發明的範圍 >、、函雲 高填料機械紙，如改 /、孤 聚合物β減低系毵4、新聞紙或LWC。在圖Viii J尹， 在本文被稱為系統丘的取自由/初濾水。如果單—絮凝劑係 濾水結果（參見表Vli κ。物Β之岫給量，則獲得類似的 及含有聚合物摻合物/ 2、3及圖VIII.l )。代表聚胺

統Β、D及G表現像系*♦ 〇 ADMAC的陽離子/陽離子系 見表VIII.4-8及圖Vi、先Α 一樣且展現強的去耦合效應（參 JI·2 和 VIII.3 ) 〇

54 200846518 表VIII.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統A之劑 量=可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在溥片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公噸] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 72.7 32.0 9.6 1010 48.0 400 74.6 40.1 11.7 1070 49.3 600 77.4 47.5 13.4 1136 51.2 800 78.9 53.2 14.7 1299 52.2 表VIII.3 : 250公克/公噸之聚合物固定，系統E之劑 量=可變 系統E之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘴] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 73.0 30.0 8.9 957 48.3 400 77.7 42.4 11.9 1136 51.3 600 78.9 48.3 13.3 1212 52.2 55 200846518

表VIII.4 ··未加入聚合物B，系統B之劑量=可變 系統B之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 400 71.1 22.9 7.0 1010 47.0 600 73.5 29.4 8.7 1070 48.6 800 74.4 28.9 8.5 1136 49.2 1000 75.5 37.6 10.9 1212 49.9 1600 76.2 38.4 11.0 1399 50.4 表VIII.5 : 250公克/ 公噸之聚合物B=固定，系統B之劑 量=變 . 系統B之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公σ頓] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 72.3 29.8 9.0 909 47.8 400 75.1 41.3 12.0 1070 49.7 600 76.2 43.6 12.5 1136 50.4 800 78.7 51.6 14.3 1299 52.0 56 200846518 表VIII.6 :未加入聚合物B，系統D之劑量=可變 系統D之 劑量 第一回 合總留 存率 第一回合 總灰份留 存率 在薄片中 的灰份含 量 自由濾水速 度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 68.2 15.4 4.9 957 45.1 400 70.8 22.5 6.9 1010 46.8 600 71.8 22.4 6.8 1070 47.5 800 74.2 33.0 9.7 1136 49.0 1000 73.7 33.8 10.0 1136 48.7 1200 76.1 37.9 10.9 1212 50.3

表VIII.7 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系统D之劑 量=可變 系統D之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由滤、水 速度 基礎重量 [公克/ 公噸] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 72.3 33.3 10.0 1010 47.8 400 75.3 36.1 10.4 1136 49.8 600 77.8 47.0 13.2 1299 51.4 800 77.7 50.2 14,1 1299 51.3 1000 79.3 51.2 14.1 1299 52.4 57 200846518 表 VIII.8 量=可變 :250公克/公噸之聚合物Β=固定，金 糸統G之劑 系統G之 劑量 第一 回合 第/回 合總灰 在薄片 中的灰 自由濾水 速度 ^—--- 基礎重量 總留 份留存 份含量 存率 率 [公克/ 公°頓] [%] [%] [%] [毫升/分 758 ^^_ [公克/平 ._200 75.9 35.1 10.1 -_^00 78.3 42.6 11.8 ~^ 9Ό9 ._600 80.5 47.1 —- 1010 ._800 80.3 49.4 —--------— 13.4 1070 _!〇〇〇 81.7 58.0 --

實施例IX ··以系統A之機械配料4 以機械配料4進行的實施例證明本發明 .r 吧作用於高填 料機械配料，如SC紙等級。在本發明的該等較佳的應用 中，使灰份留存率與自由濾水明顯地去耦合，以系統A及 B所示（參見表DC14與圖DM和Ιχ.2)。因此，實施 例IX不利於高填料高級紙及DIp配料（參見實施例ιν及 V)，其中沒有任何去耦合發生。 58 200846518 表IX. 1 :未加入聚合物B，系統A之劑量=可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 200 54.8 23.6 20.7 889 46.3 400 57.6 28.0 23.3 923 48.7 600 61.6 33.8 26.3 1043 52.0 800 64.1 37.6 28.2 1043 54.1 1000 58.9 37.1 30.2 1091 49.8 1200 60.9 41.5 32.7 1143 51.4 表IX.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統A之劑量

==可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平> 方公尺] 50 54.5 23.1 20.4 750 46.0 100 51.7 24.1 22.4 800 43.6 150 56.5 27.1 23.0 800 47.7 200 56.0 28.9 24.8 828 47.3 400 59.0 37.7 30.7 923 49.8 59 200846518 表IX.3 ··未加入聚合物B，系統B之劑量=可變 系統B之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公y頓] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 400 52.4 17.6 16,1 800 44.3 600 50.3 19.8 18.9 889 42.5 800 53.9 22.3 19.9 923 45.5 1000 56.7 26.1 22.1 1000 47.9 1600 57.4 27.6 23.1 1000 48.5

表IX.4 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統B之劑量 二可變 系統B之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 基礎重量 [公克/ 公11 頓] [%] [%] [%] [毫升/分 鐘] [公克/平 方公尺] 50 53.7 23.1 20.6 667 45.4 100 53.2 22.9 20.7 706 45.0 150 55.7 25.4 21.8 774 47.1 200 57.9 30.2 25.1 828 48.9 400 58.8 36.9 30.1 923 49.7 60 200846518 實施例X :以系統A之SC配料！ 在實施例X中，單一絮凝劑系統（系統A)係在網篩 前於SC配料1中加入及未加入陰離子分支聚合物來比較。 顯然加入陰離子分支聚合物會降低濾、水及同時增加灰份留 存率（參見圖X )。系統A之劑量減少，咸信係由於在170 至46〇奈米部分内以計數/秒表現之大聚集物數量顯著地 減少（也參見圖XVI.2) 表X· 1 :未加入聚合物B，系，劑量=可變 糸統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公噸] [%] [%] [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 尺] 400 55.1 29.4 28.8 159.3 18.4 60.8 — 600 58.2 35.8 33.2 181.8 30.0 64.2 800 62.4 41.9 36.2 37,3 —----- 68.8 1000 64.2 44.3 37.2 233.8 43.6 70.7 61 200846518 η 表X·2 : 250公克/公嘲之聚合物固定，系統Α之劍量 =可變 系統A之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/ [計數/ _________— [公克/ 公噸] 分鐘] 秒] 平方公 尺] 150 53.3 28.7 29.0 135.3 14.3 58.8 —200 54.9 30.9 30.4 132.4 14.1 60· 5 250 55.1 31.8 31.2 140.6 17.3 60 7 300 57.3 33.9 31.9 133.3 20.7 \J \J · f 350 56.9 34.4 32.7 Ό J · ^___ 62.7 _ 400 ----—— 57.4 37.3 35. 』〇·〇 25^ 63.2 實施例XI :以系統B之SC配料i 在實施例XI中，系統B，由5〇%之聚胺與之絮 凝劑所組成的預混合物係在網篩前於sc配料丨中加入及 未加入陰離子分支聚合物來比較。顯然加入陰離子^支聚

合物會降低濾水及同時增加留存率（參見圖χι)。系統B 之劑量與總聚合物給量減少。在17〇至460太止 ” ^水部分内以 計數/秒表現之大聚集物數量類似，這是為件偷 w iT曆不可能衝 擊組織的理由（也參見圖XVI.2 ) 62 200846518

表XI. 1 :未加入聚合物B，系統B之劑量=可變 系統B之 劑量 第一回 合總留 存率 第一回 合總灰 份留存 率 在薄片 中的灰 份含量 自由濾水 速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/ [計數/ [公克/平 公嘲] 分鐘] 秒] 方公尺] 400 49.4 21.2 23.2 139.5 11.3 54.4 600 52.6 24.0 24.6 156.5 12.5 57.9 800 55.7 33.7 32.7 183.7 12.6 61.4 1000 56.9 36.2 34.3 200.0 13.2 62.7 1200 58.5 37.9 35.0 214.3 13.8 64.4 1400 61.8 41.2 36.1 230.8 20.2 68.1 表 ΧΙ·2 ·· 250公克/公噸之聚合物8=固 定，系統Β之劑量 =可變 糸統Β之 第一回 第一回 在薄片 自由濾水 170-460 基礎 劑量 合總留 合總灰 中的灰 速度 微米 重量 存率 份留存 份含量 部分 率 [公克/ [%] [%] [%] [毫升/ [計數/ [公克/平 公"頓] 分鐘] 秒] 方公尺] 100 46.9 20.3 23.3 108.4 6.7 51.7 200 53.0 27.1 27.6 128.6 9.5 58.4 300 52.4 28.4 29.3 146.3 10.4 57.7 400 52.9 29.8 30.4 155.2 10.0 58.3 500 56.3 33.9 32.5 168.2 15.8 62.0 600 56.1 34.1 32.8 173.1 14.8 61.8 700 58.1 37.2 34.6 185.6 19.0 64.0 800 59.5 38.7 35.1 195.7 19.1 65.5 63 200846518 實施例XII ··以系統C之SC配料1 在實施例XII中，系統C ’由50%之聚乙烯亞胺與50 %之絮凝劑所組成的預混合物係在網篩前於SC配料1中 加入及未加入陰離子分支聚合物劑來比較。顯然加入陰離 子分支聚合物會降低濾水及同時增加留存率（參見圖 χπ )。系統C之劑量與總聚合物給量減少。在170至460 奈米部分内以每秒計之計數表現之大聚集物數量類似，這 是為什麼不可能衝擊組織的理由（也參見圖XVI.2 ) 表XII· 1 ··色入聚合物B，系統C之劑量=可變 系統C之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公噸] [%] [%] [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 300 48.1 20.3 22.8 127.7 9.3 53.0 400 49.3 23.2 25.5 140.6 8.3 54.3 500 52.1 26.8 27.8 142.9 9.4 57.4 600 j 53.1 28.6 29.1 160.7 13.2 58.5 700 55.5 33.3 32.4 162.2 11.1 —--- 61.2_ 800 55.3 32.4 31.6 168.2 12.4 61.0 900 57.9 36.2 33.8 185.6 13.8 63J__ 64 200846518 表XII.2 : 250公克/公噸之聚合物固定，系統C之劑 量=可變 ___ 系統C之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由遽、 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 尺] 300 54.6 31.4 31.1 140.6 15.1 60.1 400 56.1 33.7 32.4 137.4 14.5 61.9 600 59.5 37.2 33.7 168.2 14.5 65.6 800 59.3 39.7 36.1 187.5 17.6 65.4 實施例XIII :以系統D之SC配料1 在實施例XIII中，系統D ’由50%之聚DADMAC與 5〇%之絮凝劑所組成的預混合物係在網篩前於SC配料1 中加入及未加入陰離子分支聚合物劑來比較。顯然加入陰 離子分支聚合物會降低濾水及同時增加留存率（參見圖 ΧΙΠ)。系統D之劑量與總聚合物給量減少。在170至46〇 奈米部分内以每秒計之計數表現之大聚集物數量類似，這 是為什麼不可能衝擊組織的理由（也參見圖XVI.2 ) 65 200846518 表XIII. 1 ··未加入聚合物B，系統D之劑量==可變 糸統D之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公σ頓] [%] [%] [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 尺] 600 54.8 29.9 29.4 153.8 10.7 60.4 800 57.5 33.5 31.5 178.2 12.5 63.3 1000 59.9 38.5 34.7 105.3 14.8 6 6.0 表XIII.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統D之劑 量=可變 系統D之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公4員] [%] [%] [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 尺] 300 51.7 29.6 30.9 136.4 11.3 57.0 400 54.3 33.0 32.8 150.0 11.8 59.9 500 55.2 33.9 33.2 168.2 14.5 60.8 600 56.5 36.2 34.6 181.8 13.7 62.3 700 56.8 35.9 34.2 197.8 15.2 62.6 66 200846518 實施例XIV :以系統B之SC配料2 在實施例XIV中，系統B，由50%之聚胺與50%之 絮凝劑所組成的預混合物係在網篩前於sc配料2中加入 及未加入陰離子分支聚合物劑來比較。顯然加入陰離子分 支聚合物會降低濾水及同時增加留存率（參見圖。 系統D之劑量與總聚合物給量減少。在170至460奈米部 分内以計數/秒表現之大聚集物數量類似，這是為什麼不 可能衝擊組織的理由（也參見圖χνι·2) 表 XIV.1 --—-- 糸統B之 劑量 :未加 回合 總留 存率 V聚合| 回合 總灰 份留 ^ Β，筹 在薄 片中 的灰 份含 i統Β之濟 自由濾 水速度 4量=可變 170-460 微米 部分 —基5~~ 重量 -—-- „ 存率 量 [公克/ 公噸] — [%] [毫升/ 分鐘] 秒] [公克/ 平方公 ------ 600 50.7 --- 24.2 ------------- 〇 Ο 〇 ---~_ 197.8 尺] _ 3 . 〇 13.1 55.8 650 --~-—- 52.3 — ‘28.7’ <27.5 -202^ 11.2 57.6 700 ----~-- 50.9 — ,27.5 ^ ^ 27.0 -225^ 11.2 56.1 750 51.7 27.6 26.7 227.8 14 2 C /； 〇 _!〇〇〇 56.6 _ 33·1_ ‘29.2 17.8 3 o. y 62.4 67 200846518 表XIV.2 : 250公克/公噸之聚合定’一皂辟 衣 V 系統Β之 劑量 第一 回合 總留 存率 「凡/ ^ 第一 回合 總灰 份留 存率 、< 不 在薄 片中 的灰 份含 量 分w — 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公噸] [%] [961 [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 Κ]_ 200 51.4 29.4 28.6 191.5 9.2 56.6 300 52.6 30.7 29.2 216.9 15.1 57.9 400 55.4 33.4 30.2 219.5 19.9 61.0 __ 500 55.1 32.5 29.4 227.8 14.6 60.7 _ 800 58.7 40.1 34.1 257.1 17.0 64.7

貫施例XV 在實施例xv中，系統E，單一絮凝劑係在網篩後於sc 配料 1中加入及未加入陰離 降低濾水，同時增加留存率（參、/入陰離子分支聚合物會 量與總聚合物給量減少。在17^見圖XV)。系統E之劑 /秒表現之大聚集物數量較低〇 2 ^60奈米部分内以計數 織的理由（也參見圖χνΐ 2 ) ^是為什麼有可能改進組 68 200846518 表XV. 1 :未加入聚合物B，系統E之劑量=可變 系統E之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公"頓] [%] [%] [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 尺] 400 50.5 23.0 24.6 138.5 14.6 55.6 600 55.0 29.5 29.0 162.2 20.7 60.6 800 58.8 35.1 32.2 193.5 26.1 64.8 1000 60.7 38.6 34.3 211.8 3 3.4 66.9 1200 63.6 44.4 37.7 233.8 35.1 70.1 表.XV.2 : 250公克/公噸之聚合物B=固定，系統E可變 糸統E之 劑量 第一 回合 總留 存率 第一 回合 總灰 份留 存率 在薄 片中 的灰 份含 量 自由濾 水速度 170-460 微米 部分 基礎 重量 [公克/ 公嘲] [%] [%] [%] [毫升/ 分鐘] [計數/ 秒] [公克/ 平方公 尺] 3 00 56.4 32.2 30.9 150.0 15.0 62.1 500 59.9 38.2 34.4 165.1 18.9 66.0 700 61.0 40.2 35.6 183.7 24.3 67.3 69 200846518 實施例XVI : 除了調整在留存率與濾水之間的最佳比率，以加速滿 意的薄片堆積之外，在其中薄片均句度可能不滿意的情況 中’應該使粗絮凝物的產生減至最低。圖XVI.1顯現關於 在^460微米弦長範圍内的大顆粒數量對在薄片中的灰 份含量之概觀。這顯露在造紙時以使用陽離子/陽離子系 統所提供之溫和的絮凝作用不受到在陽離子系統之前加入 的陰離:分支聚合物的損害，在本文以、、網篩前加入表 不。事貫上，單一絮凝劑系统A的弦長分布經由加入聚人 物B而顯著地改進。關於該加人順序，其為本發明的較: 圖XVJ.2顯示以立方加權之弦長的大顆粒數量 秒計之堆積計數表示）對弦長通道邊界。不同的絮凝“ 係以在薄片中類似的灰份程度來比較，以便鑑證系統對絮 凝物尺寸的衝擊。圖XVI.2以實例重新陳述圖χ 二 果：該單一絮凝劑系統八產生比加入或不加入陰離子分支。 聚合物Β之陽離子/陽離子系統c …單-聚合物系統Α更大的絮凝物/離子刀支聚合 【圖式簡單說明】 圖1說明未加權之弦長分布對以微米計之通道邊界； 圖2說明絮凝之sc配料的立方加 微米計之通道邊界； 。 長”布对以 圖I為顯示具有系❹之高級紙 圖…為顯示具有系統A之高級紙:：二 200846518 果的圖形 圖^1·1為_ - θ各 、不具有系統C之高級紙配料3之結果的 r\ · ^ 圖形。 圖ΠΙ.2為 圖形 圖IV為顯 形 顯不具有系統D之高級紙配料3之結果的 示具有系統A之高級紙配料4之結果的圖

圖形 圖V·1為顯示具有系統八 之脫墨再循環紙漿之結果的 圖V_2為_ 圖形 $具有系統B之脫墨再循環紙漿之結果的 圖VI為顯示i 圖VIL1為/糸統£之機械配料1 儀員'TpC百_ 备 ,, 形。 ^ ’系、此A之機械配料2之結果的圖 圖νπ·2為顯示具有系 之結果的圖形 形 統Β之機械配料2之結果的圖

的圖形 圖νΐΙΙ·1為顯示且 、不/、有系統Α及Ε之機械配料3之結果 形 圖 νΠΙ·2 為_ 一 ‘、、“具有系統Β之機械配料 3之結果的圖 圖VIIL3為§ ν热貝τρ：具有系絲 的圖形。 /、 ’、、、、 及G之機械配料3之結果 圖IX.1為顯示 , 形。 >、有系統A之機械配料4之結果的圖 71 200846518 圖IX.2為顯示具有系統B之機械配料4之結果的圖 形。 圖X為顯不具有糸統A之S C配料1之結果的圖形。 圖XI為顯示具有系統B之SC配料1之結果的圖形。 圖XII為顯示具有系統C之SC配料1之結果的圖形。 圖XIII為顯示具有系統D之SC配料1之結果的圖形。 圖XIV為顯示具有系統B之SC配料2之結果的圖形。 圖XV為顯不具有糸統E之S C配料1之結果的圖形。 • 圖XVI. 1為顯示SC配料1之lasentec FBRM測量之結 果的圖形。 圖XVI.2為顯示具有不同的系統之SC配料1之結果 的圖形。

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Claims (1)

1. 200846518 十、申請專利範圍： 1·-種製造填料配合紙的方法，其包含提供含有機械 紙水及填料的m纖維素懸浮液，稀釋濃原㈣浮液以 形成稀原漿懸浮液， 其中該填料係以稀原漿懸浮液的乾重為基準計至少10 重ΐ %之量存在於稀原漿懸浮液中， 使用？Κ合物留存/濾水系統以使濃原漿懸浮液及/或 稀原漿絮凝， 將稀原漿懸洋液在網篩上據水以形成薄片⑽叫及接 著將薄片乾燥的步驟， 其中聚合物留存/濾水系統包含： i)水溶性分支陰離子聚合物，及 H)水溶性陽離子或兩性聚合物。 ★ 2·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該水溶性陽 離子或兩性聚合物為具有至少15公合/公克，較佳地至 夕3 A合/公克之固有黏度的天然聚合物或合成聚合物。 3·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中該水溶 ^陽離子或兩性聚合物為陽離子澱粉、兩性澱粉或選自由 陽離子或兩性聚丙烯醯胺、聚乙烯胺及聚DADMAC所組 成的群組之合成聚合物中之任一者。 4·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中該水溶 II陽離子聚合物係與陽離子凝聚劑結合使用。 5 ·根據申凊專利範圍第4項之方法，其中該水溶性陽 了 V? 3兩性聚合物及陽離子凝聚劑以摻合物加入纖維素懸 73

   200846518 浮液中。 6·根據申請專利範圍第4項 聚劑為具有高達3公人 、 、、中該陽離子凝 當量/公克之陽離子IΛ 有黏度及展現大於3毫 DADMAC之均聚物。'Ή度的合成聚合物，較佳地為 7·根據申請專利範圍 性分支聚合物具有或2項之方法，其中該水溶 古帕Μ公合/公克之固有黏度及/或大於約2·0 笔帕•秒之食鹽水布氏黏度，及 (b)在0·〇〇5Ηζ下大於〇7夕知名丁 1 振蓋值及/或 、.之相角正切⑽“心）的流變 ⑷在沒有分支劑存在下所製得對應未分支聚合物的鹽 化SLV黏度值之至少3倍的去離子化㈣黏度值。 8. 根據申請專利範圍第！或2項之方法，其中該水溶 性分支陰離子聚合物係在加入水溶性陽離子或兩性聚合物 及（有使用時）陽離子凝聚劑之前存在於纖維素懸浮液中。 9. 根據申請專利範圍第丨或2項之方法，其中使含有 水溶性分支陰離子聚合物的該纖維素懸浮液接受至少一個 在加入水溶性陽離子或兩性聚合物及（有使用時）陽離子 凝聚劑之前導致機械降解的階段。 10.根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中該水溶 性分支陰離子聚合物係在離心薛之前加入，而水溶性陽離 子或兩性聚合物及（有使用時）陽離子凝聚劑係在離心筛 之後加入纖維素懸浮液中。 74 200846518 η.根據申請專利範圍第i或2項之方法，其中該填料 配合紙為超壓光紙（SC-紙）。 , 12·根據申請專利範圍第11項之方法，其中該機械織 漿係選自由石研磨木聚（SGW)、壓力研磨木漿（PGW)、 熱機械紙漿（TMP )、化學熱機械紙聚（)、漂白 化學熱機械紙漿（BCTMP)及其混合物所組成的群組。

   根據申請專利範圍第12項之方法，其中該機械紙 漿含ϊ係以纖維素懸浮液的乾重計介於1〇與Μ%之間， 較佳地介於30與60%之間。 14.根據中請專利範圍第142項之方法，其中該填料 係選自由碳酸妈、二氧化鈦及高嶺土所組成的群組，較佳 地為沉澱碳酸鈣。 t 15.根據申請專利範圍第！或2項之方法，其中在濾水 之前存在於該纖維素懸浮液中的填料係以懸浮液的乾重為 基準計至少30重量％，較佳地介於5〇與“％之間。 16·根據申請專利範圍第！或2項之方法，其中該方法 GAP成形抄紙機或其他的雙網抄紙機上進行。 係在 十一、國式： 如次頁 75