TW308618B - - Google Patents

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經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 308618五、發明説明（ 本發明 本發明相關 聚合物，一 法。此方法 於先前 ，此系統包 陰離子無機 這些添加劑 於缴維素纖 與固料保持 的陰離子物 前技藝中， 與.機械衍生 於此類原料 為使用低分 陰離子雜物 陰離子雜物 固料保持助 歐洲專 ，此方法包 量（LMW ) 選擇自陽離 主要聚合物 Η«..—*-....... '· Λ，·,；-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 相關於一種 於一種在造 高分子量之 提供了改進 技藝中，已 含高分子量 微粒，例如 被放入原料 維的能力， 肋劑的效率 質存在於其 此類物質通 紙漿中，陰 中所看到的 子量（κ下 的捕獲器， 與降低陽離 劑的加強效 利申請案號 含一初步的 的陽雛子聚 子澱粉或高 ，Μ及接著 製興紙 紙原料 帶電聚 的排水 知可使 (Κ下 膨潤土 中，Μ 而使其 通常於 中，而 常被稱 離子雜 添加劑 稱之為 在開始 子的需 率。 的方法，Μ 中加入一低 合物與陰離 與固料保持 用排水與固 簡稱 Η M W ) 與含有二氧 便促使排水 保留於纖維 原料中會變 導致高的陽 為陰離子雑 物的等级為 之變差的性 LMW) 的陽 之際即加入 求，因而實 及，更 分子量 子無機 的能力 料保持 之帶電 化矽基 與増加 上〇 m 差，此 離子需 物。在 高的。 能，已 離子聚 原料中 質地增 特別地， 之陽離子 微粒的方 〇 助劑系.统 聚合物與 的微粒。 徽粒吸附 而，排水 由於干擾 求。先 再製繼維 為了對抗 知的方法 合物作為 以便平衡 加排水與 0 3 3 5 5 7 5揭示了一種製造紙的方法 聚合物加入階段|其中將一低分子 合物加入纖維素懸 分子量（Η Μ 的 再加入擇自膨濶土 浮液中，再加入 陽離子聚合物的 或膠態二氧化矽 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 五、發明説明 ·-，，- ... .......修正 經濟部中央標準局貝工消费合作社印袈 製一矽聚 與，或的 高前陽帶特充中\壢==量相 物 種入化共 物時 \ 好與先之之更填液及上,0子明 含 一 加氧胺 合中及常物與量量。的浮子網00分發 聚 於中二醯 聚料子非合現子子劑擇懸離屬？ 之本 子 II備態烯 子原離得聚發分分肋選於陽金於 G, 離 相 設膠丙 離入陽獲量 此低高持與含量一低00而 陽 紙 入 電 陽加 量可子。入含 保維包 子於有0,因。量 52造加帶 之時子劑分時加包料纖法分液具00。 法子 87在著量 量同 分加低用先入固之方高浮物 1’ 中方分 30·.接子 子被高添當使最加與素此，懸合於液的高 ϋ 驟及分 分物，的是被調再水維，物將聚高浮中用 號步 Μ 高 低合物粒別式強，排纖法合，之有懸圍使 案下，的 當聚合微特形術能的括方聚粒量具入範與 請以物 Q 現性聚徽，的技性粒包的機微子物加利當 申含合00發兩子機力物前的微由紙有機分合被專法 利-包聚0,已或離無能合 先當機種之子 無低聚時請方 專法機50,\ 陽子持混，適無一出離子中量同申之 洲方有少 明及之離保一反取子於備陽離其子物於明 歐此子至 發子量陰料 Κ 相獲離關製之陰，分合義發 。 ，離量 本離子與 固物術以陰明所量 物形高聚定本 料法陽子 於陽分物或合技物與發液子合成；些步於 物 方量分 據量低合 \ 聚的合物本浮分聚其量這一據 餞的子有 依子含聚及量 中聚合，懸 低性使子及進依 無紙 分具。 分包性水子藝子聚地的入兩且分以於 之造低與物 高 Μ 兩排分技離電別劑加或水之.，關 flu mu m· 1^^1 tm n^i t J— m I (^1 «ml —^n ^ —r ( ΛΛ. T* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 或兩性聚合物與陰離子無驩微粒作為一唯一聚合物添加劑 的方法作比較時，本發明之方法具有改進的排水及/或固 料保持能力。此外，本發明之方法當與包含在加入高分子 量陽離子聚合物及/或兩性聚合物與陰離子無機微粒之前 預定劑量之低分子量陽離子聚合物的方法作比較時，本發 明之方法具有改進的排水及/或固料保持能力。因此，本 發明使得造紙機器速度增加，κ及使用較低劑量之添加劑 可得到相同的排水及/或固料保持效果，因而導致了一改 進的造紙方法與改進的經濟利益。 經濟部中央梂準局貝工消費合作杜印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 相關於本發明，同時加入原料的聚合物至少包含作為 一排水及/或固料保持助劑的高分子量帶電聚合物。高分 子量聚合物可擇自陽離子聚合物，兩性聚合物或相關的混 合物。使用此類聚合物作為排水/固料保持肋劑已知於先 前技藝。較佳的高分子量聚合物為水溶性的。至少一高分 子量之陽離子有饑聚合物適合被使用。通常，高分子量聚 合物之陽離子率可於範圍1至10Q莫耳％内，合適的範圍為 1至8 Q莫耳％，以及較佳的範圍為1至6 Q莫耳％。使用於此 之”陽離子率”為存在於聚合物中每單位的陽離子量。高 分子量聚合物的電荷密度可由2Q0至7,QQQu q/g之乾聚合 物。高分子量聚合物可由天然或合成的來源衍生出，K及 其可為線形或支_形的。合適的聚合物®例包括陽離子殺 粉與兩性澱粉，如爾膠，含有丙烯醢胺基與N -乙烯基醯胺 的聚合物，K二烯丙基二甲基氯化菝為主鍵鍵的聚合物， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 308618

聚乙烯亞胺，聚胺與聚醯胺一胺。陽離子澱粉與陽離子丙 烯豳胺基聚合物為較佳的高分子量聚合物。高分子量聚合 物的合適的分子量為高於1 ,㈣0 , 〇 1] 0，K及較佳的分子量 為高於2，(] Q G , Q Q Q。其上限並不重要，可能為約5 Q , 0 Q G , 0 0 0 ，通常為3 0 , 0 0 0 , 0 Q Ο Μ及較合適的量為2 5 , 0 (] G , Ο G (1，然而 ，由天然來源衍生出的聚合物的分子量可能更高- 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據於本發明之同時加入的聚合物進一步地至少包含 一低分子量的陽離子有機聚合物。較佳的聚合物包括水溶 性，高電荷之低分子量聚合物，其可具有1Q至1QO莫耳％之 陽離子率，合適之陽雛子率為2 Q至i Ο Q莫耳％，以及較佳的 陽離子率為50至1QQ莫耳％。低分子量聚合物之電荷密度可 為高於1 , Q ϋ 0 a e q / g，合適的電荷密度為高於2 , 0 0 Q ϋ e q / g ，以及較佳的電荷密度於3 , ϋ Q Q至1 5 , 0 fl Q w e q / g之乾聚合 物。較佳的低分子量聚合物具有較高的陽離子率及/或較 高的陽離子電荷密度（與高分子量聚合物比較）。合適的 低分子量陽離子聚合物的習例包括改性澱粉，例如降解澱 粉，聚胺，聚乙烯亞胺，聚_胺一胺/ 一環氧氯丙烷，二 烷基胺/環氧氯丙烷，Μ包含擇自二烯丙基二甲基氯化銨 ，乙烯胺，甲基丙烯醯胺，以及甲基丙烯酸酯之單體的均 聚物與共聚物。較佳的低分子量陽離子聚合物包括聚胺， 聚乙烯亞胺，環氧氯丙烷基聚合物，Κ及二烯丙基二甲基 氯化铵基聚合物。陽離子.單體可為酸加成塩及/或季銨塩 。合適的甲基丙烯醯胺與甲基丙烯酸酯的實例包括二烷基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）

經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 氨基烷基甲基丙烯醯胺與二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯， 較佳者為他們的季胺塩類·:低分子量陽離子聚合物的分子 量可視聚合物的櫂類與其電荷密度而定。合適的分子量低 於7 0 (3 , Ο ϋ Q，Μ及較佳的分子量低於5 0 0 , Q Q 0。較低的限制 一般為2 , Ο Οί)，Μ及較佳地為约5 , Ο I) ϋ。 依據於本發明所加入原料中的高分子量聚合物對低分 子量聚合物的重量比例可於一廣大範園内變化，Μ及其可 於範圍3 0 : 1至1 : 2 0内，通常於範圍2 0 : 1至1 : 2 0内，合適的 範圍為9 : 1至1 : 3，較佳的範圍為7 : 1至1 : 2，Μ及最佳的範 圍為5:1至1:1。 依據本發明之同時加入原料中的高分子量聚合物與低 分子童聚合物可被處理於造紙饑器或原料製備範園内的任 何位置。此處意指聚合物同時（無時間差別）被加人原料 ，以及在原料排放至金靥網Κ前，其被加入於原料製_範 圍或造緣機械之赏質相同的位置。即聚合物可以混合物的 形式，或分開的形式（例如於加入其它聚合物期間，加入 一聚合物）來加入原料中。 依據於本發明之一較佳的苴施例，混合低分子量之陽 離子聚合物與高分子量之陽離子聚合物及/或兩性聚合物 ，再將其加人原料中。使用依據於本發明之聚合物混合物 與陰離子無機徽粒提供了超越先前技藝中方法之相當大白勺 改進，特別是改進了具有高陽離子需求的原料的固料保持 性能。由營運的觀點而言，加入包括低分子量聚合物與高 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） --------i----：--IT------f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 有利的，因為所需加 可能免除儲槽，劑量 合物的劑量計量）， 備於其加入原料Μ前 任何聚集狀態下的聚 液、轧膠，相關之分 合物混合物較合適為 物。 文定義之高分子量聚 。形成此一預混合可 低分子量聚合物的水 入懸浮液中。若有需 此混合裝置具有至少 蒸氣，以及具有至少 地被導入原料中。 物形式存在的可溶性 至少包括一高分子量 聚合物，Κ及至少一 請專利範圍者）。本 混合物被使用於與陰 進的排水及/或固料 一陽離子及/或兩性 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明説明（L) 分子量聚合物的 人之聚合物的量 設備，控制装置 因而簡化了造紙 此簧施例之 之任何時間，例 合物來製備，而 散物與混合物。 液體形式，例如 於一較佳的 合物與低分子量 藉由將一高分子 蒸氣接觸，以及 要，蒸氣可Μ任 2個入口分開地 1個出口可供合 本發明進一 聚合物的混合物 聚合物，至少一 可溶性之無機塩 發明亦相關於其 離子無機微粒子 保持能力，合適 聚合物混合物為更加 被降低了。因此，有 …等（否則則需要聚 的程序α 聚合物混合物可被製 如，可藉由混合處於 聚集狀態如固體、溶 當被加人原料時，聚 ，以含水溶液或分散 實施例中，使用如上 聚合物製備的混合物 量聚合物的水蒸氣與 接著將合成的蒸氣導 何混合装置來混合， 供懕欲混合之聚合物 成混合物通過且實質 步地相關於Κ水分散 ，此聚合物的混合物 低分子量陽離子有機 (如進一步定義於申 製備方法。當聚合物 结合時，其提供了改 的高分子量聚合物為 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ 297公釐） m： 修正 1；7 Λ 3 > 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 五、發明説明 (， ]： 1 i I 丙 烯 騸 胺 基 聚 合 物 較 佳 者 為 陽 離 子 聚 合 物 低 分 子 量 陽 1 1 I 離 子 聚 合 物 較 佳 地 為 包 含 擇 自 下 列 單 體 的 均 聚 物 或 共 聚 物 1 I : 二 烯 丙 基 二 甲 基 氯 化 孩 乙 烯 胺 甲 基 丙 烯 薩 胺 例如 請 先 1 1 1 二 基 氨 基 烷 基 甲 基 丙 烯 醯 胺 甲 基 丙 烯 酸 酯 例 如 二 讀 背 1 | ιέ I 焼 基 fc.--- 基 院 基 甲 基 丙 烯 酸 酯 或 相 m 的 混 合 物 陽 離 子 單 1 | 意 1 I 體 可 為 酸 加 成 塩 及 或 季 铵 塩 較 佳 者 為 季 銨 塩 〇 咼 分 子 事 1 項 量 聚 合 物 與 低 分 子 量 聚 合 物 可 具 有 定 義 如 上 文 之 陽 離 子 率 再 填 ( J 趙 荷 密 度 與 分 子 量 ύ 高 分 子 量 聚 合 物 對 低 分 子 量 聚 合 物 寫 本 頁 裝 1 的 重 量 比 例 可 於 ie 圍 9 : 1至1 :2 合 適 的 範 圍 為 7: 1至1 :1 1 1 1 較 佳 的 範 圍 由 5 : 1至2 :1 0 聚 合 物 的 水 分 敗 物 可 具 有 一 高 的 I 乾 聚 合 物 含 量 例 如 範 圍 由 5至7 5重量\ Μ 及 合 適 的 範 圍 訂 由 10 至 60 重 曰- 重 t 0 較 佳 的 無 機 塩 為 其 中 高 分 子 量 聚 合 物 1 為 非 溶 性 之 液 相 的 Μ 機 塩 - 合 適 塩 類 的 實 例 包 括 硫 酸 納 » 1 1 硫 酸 銨 Λ 硫 酸 鎂 硫 酸 鋁 氯 ib 納 m 酸 二 氫 納 m 酸 二 1 | 氫 m Μ 及 磷 酸 二 Μ 鉀 〇 通 常 多 價 陰 離 子 塩 為 較 佳 的 乂 例 如 硫 酸 塩 0 存 在 於 聚 合 物 分 散 物 之 水 溶 性 塩 的 量 可 為 至 Γ 少 2重量 % 之 分 敗 物 Μ 及 合 適 的 量 於 範 圍 由 約 5重量% 至 1 1 塩 的 溶 解 度 限 度 例 如 50 重 量 % 1 1 聚 合 物 溫 合 物 可 藉 由 聚 合 用 於 形 成 高 分 子 量 MS r\/> 合 物 於 1 I 包 括 低 分 子 量 陽 離 子 聚 合 物 與 M. 機 塩 之 液 相 中 的 水 溶 性 單 1 1 體 而 獲 得 ° 合 適 -V 單 體 的 實 例 包 括 甲 基 丙 烯 胺 甲 基 丙 1 1 烯 醯 胺 基 單 體 例 如 二 烷 基 氨 基 烷 基 甲 基 丙 烯 醢 胺 相 關 1 1 之 酸 加 成 塩 與 季 I安 塩 甲 基 丙 烯 酸 酯 基 單 體 例 如 二 基 1 1 - 10 - 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公嫠） 經济部中央揉準局貝工消费合作社印製 U\ 見’__ 五、發明説明d) 氨基烷基甲基丙烯酸酯，相關的酸加成塩與季銨塩，二浠 丙基一二烷基銨鹵化物，例如二浠丙基二甲基氯化菝，與 類Μ物。形成的高分子量聚合物沈澱於液相中，此由於無 機塩與高分子量聚合物微粒存在之故，Κ使得藉由低分子 量聚合物使其於液相中分散與穩定的。一般而言，於塩與 聚合分散劑中聚合單體的技術為已知，例如歐洲專利Ε Ρ 0 1 8 3 4 6 6與Ε Ρ 0 5 2 5 7 5 1， 以及此聚合物混合物可依照揭示 於其中之方法來製備，除了用於製造本發明之聚合物混合 物的其它聚合物及/或重量比率不同以外。 依據本發明方法中加入原料的聚合物量可於廣大範圍 内變化，其視使用之聚合物種類與是否此聚合物被用作更 進一步的目的而定。除了提供排水及/或固料保持性能， 聚合物可給予製造的缴維素織物或薄Μ濕強度與乾強度。 改進之濕強度的聚合物结合物的實例包括高分子量陽離子 澱粉與陽離子丙烯醯胺基聚合物與聚醯胺-胺/環氧氯丙 烷之结合。所加入之聚合物的缌量於範圍0 . 01至3 0公斤/ 噸，Μ乾濰維與選擇之填充劑中的乾聚合物來計翼。當使 用合成高分子虽聚合物時，例如陽離子聚丙烯醢胺，聚合 物的總董一般為至少0 . 0 1 k g /噸，合適的缌量由0 . Q 2至 15kg /噸，及較佳的量由0.05至8kg/噸。當使用由天 然來源（例如含有糖類的天然來源，如陽離子澱粉與陽離 子加爾膠）衍生之高分子量聚合拘時，聚合物的缌量一般 為至少0 . 0 5 k g /噸，Μ乾纖維與選擇之填充劑中的乾聚合 -1 1- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） --------^ 1¾衣----；----'訂------C. (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 308618 & r<> ! 々 Af 1 --;--=，~ΑΛ 五、發明説明（°ρ π 物來計算，合適的總量由Ο . 1至3 Q k g /噸，較佳的,總量由1 至 20kg/ _ ° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 可被用於本發明之陰離子無機微粒包括二氧化矽基微 粒，近晶型粘土與硫酸氧鈦溶膠：較佳的徽粒為膠態的， 即於膠態之微粒大小範圍。使用二氧化矽基微粒為較佳的 ，即以Si02 為主之澈粒。包括膠態二氧化，膠態K鋁 改性之二氧化矽或矽酸鋁，不同種類的聚矽酸與相關的混 合物，可單濁使用或與其它種類之陰離子無機微粒结合。 合適之二氧化矽基微粒包括揭示於美國專利4 , 3 8 3 , 1 5 Q ， 美國專利4 , 9 5 4 , 2 2 0，美國專利4 , 9 6 1 , 8 2 5，美國專利 4 , 9 8 0 , 0 2 5，美國專利 5 , 1 2 7 , 9 9 4，美國專利 5 ,丨 7 6 , 8 9 1， 美國專利5 , 3 6 9 , 8 3 3，美國專利5 , 4 4 7 , 6 0 4，歐洲專利 0 6 5 6 8 7 2以及W 0 9 5 / 2 3 0 2 1中的微粒，這些專利的内容合併 於此，Κ供參考。' 合適的二氧化矽基微粒具有一微粒尺寸小於約5 Q n in， 較佳尺寸小於約2 Q nm ，Μ及最佳的尺寸於範圍由約1至約 lOnm内。合適的二氧化矽基微粒具有一特定之表面積大於 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 5 0 ro2 / g，較佳者為大於1 0 0 m2 / g， Μ及適合者為達到 約17 (] 0 / g。特定之表面積可藉由S e a f s於分析化學：ί 8 ( 1 9 5 6 ) : 1 2，198卜1 9 8 3中描述之使用NaOH滴定方法來測 得。 相關於本發明之一較佳的簧施例，二氧化矽基微粒具 -1 2 - 本紙張尺度遠用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 一 r~m 五、發明説明u 有一特定的表面積於範園由5 0至1 ο ϋ 0 f / g，以及合適的 範圍由1 〇 〇至9 5 0 m 2 / g。於一特殊較佳的簧施例中，使用具 有範圍由8至45¾之S值的二氧化砂溶膠，包括具有一特定表 面積於範圍由7 5 0至1㈣D m2 / g之二氧化矽微粒*較佳的表 面積範圍為3 0 0至9 5 Offl2 /g，Μ鋁將其表面改性至由 2至2 5 5S矽原子取化度，如美國專利5 , 3 6 8 , 8 3 3所揭示° S值 可 Μ 描述於 Iler & Dalton 於’】 Phys-Chem. 60 (1956) ’ 9 5 5 - 9 5 7的方法來測量與計算。S值說明了聚集度或微凝 膠形成度，以及一較低的S值顯示較高的聚集度。 依據本發明之另一較佳的簧施例，使用具有高的比表 面積（適用者為大於約1 〇㈣m2 / g) 的聚矽酸。於先前技 藝中聚矽酸亦可指聚合的矽酸，聚矽酸微凝膠與聚矽酸塩 微凝膠，其均由矽酸所包圍。合適的聚矽酸具有一比的表 面積於範圍由1 〇 〇 〇至1 7 〇 〇 mz / g，較佳的範圍由1 〇 5 0至 1 6 0 Q in2 / g。 可被使用於本發明之聚矽包括揭示於美國專 利 4 , 3 8 8 , 1 5 0，美國專利 4 , 9 5 4 , 2 2 0 ，美國專利 5 , 1 2 7 , 7 9 4 與美國專利5 , 2 7 9 , 8 0 7中的聚矽酸。 依據本發明之另一較佳的實施例，使用具有高的比表 面積（通用者為大於約1 0 0 0 m2 / g)的膠態Μ鋁改性的二 氧化矽或矽酸鋁。於先前技藝中，此型化合物亦指聚矽酸 鋁與聚矽酸鋁微凝膠，其均被使用於此之膠態以鋁改性之 二氧化矽與矽酸鋁包圍。合適的比表面積於範圔由1000至 17〇〇m2 /g 内，較佳的範圃由1 0 5 0至1 6 0 0 m2 。合適的 -13- 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4洗格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝 Λ 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 五 '發明説明（ 高表面積之此型二氧化矽基的莨例包括於美國專利 4 , 9 6 1 , 8 2 5，美國專利 4 , 9 3 0 , 0 2 5 美國專利 4 , 9 2 7 , 4 9 8，美 國專利5 , 1 7 6 , 8 9 1與美國專利5 , 4 7 0 , 4 3 5所揭示者。 iW晶型粘土可被使用於本發明之方法已為相關技術所 知，以及包括天然發生，合成與经ib學處理的材料。合適 之Μ晶型粘土的簧例包括高嶺土 / -膨潤土與皂石，較佳 為膨潤土，以及特別是於膨脹後具有由4 I] Q至8 Q G κι2 / g的 表面積之似晶型钻土。合適的膨潤土被揭示於歐洲專利 E P 0 2 3 5 8 9 3，此專利内容被合併於此，Μ供參考。合適的 二氧化矽基微粒與似晶型粘土 （較佳為天然納膨潤土）混 合物被揭示於WO 9 4 / Q 5 5 9 5中，此專利被合併於此，以供 參考，其中二氧化矽基微粒對粘土微粒的重量比例可於範 圍由20:1至1:10内，較佳的範圍為6:1至1:3。而有用的硫 酸氧鈦溶膠被揭示（例如）於歐洲專利Ε Ρ 0 1 4 8 6 4 7中。 經濟部中夬揉準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 加入懸浮疲之陰雛子無機微粒的量可於大範圍中變化 ，視使用的微粒種類而定。此用量通常為至少0.1Η kg/噸 K及時常為至少Q . 0 5 k g /噸，計萁基準為乾谶維與選擇的 填充劑中的乾微粒量。上限可為1 0 k g /噸，K及合適的量 為5 k g /噸。當使用二氧化矽基微粒時，其用量適合於範圍 0 . 05至5kg/噸内，以乾原料系統中的SiO2來計算，以及 較佳的範圍為0 . 1至2kg/噸 。 於本發明的方法中，即使可使用相反的添加順序，較 佳者仍為在陰離子無機微粒加入原料K前先加入聚合物。 -1 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） f°***"' Ί A7 --· · . J, 經濟部中央橾率局貞工消费合作杜印製 五、發明説明 {[-y) Γ i I 更 佳 的 情 況 為 加 入 第 一 成 分 ( 例 如 聚 合 物 ) 於 一 剪 切 階 段 1 1 I 前 例 如 其 可 擇 自 泵 入 混 合 清 洗 等 方 式 以 及 於 剪 /•"—V 1 I 切 階 段 後 加 入 第 二 成 分 ( 例 如 陰 離 子 無 機 微 粒 ) 〇 本 發 明 請 先 1 1 閱 | 的 方 法 進 —. 步 地 包 分 開 的 加 入 例 如 至 少 在 2 個 位 置 同 讀 背 | I 時 加 入 聚 合 物 ( 可 為 分 開 地 或 K 混 合 物 的 形 式 ) 及 / 或 1 1 ί 1 1 至 少 於 2 個 位 置 加 人 陰 雛 子 機 微 粒 較 佳 地 為 於 個 別 添 事 1 項 加 之 間 的 剪 切 階 段 〇 於 本 發 明 添 加 劑 所 m 察 到 的 高 脫 水 與 再 填 1 固 料 保 持 效 果 可 於 一 大 之 標 準 pH範 圍 ° PH可 於 範 圍 約 3 至 寫 本 頁 裝 1 約 10 合 適 的 pH值 為 3 . 5以上 K及較佳的P Η範圍為4 至 9 1 1 依 傳 統 用 於 製 造 紙 的 添 加 劑 例 如 Μ 松 脂 乙 烯 酮 — 聚 1 訂 體 或 烯 烴 基 丁 二 酐 乾 強 度 劑 濕 強 度 劑 鋁 化 合 物 等 1 為 主 之 漿 料 可 被 ±fc -f、 同 使 用 於 本 發 明 的 方 法 ° 於 本 發 明 過 程 1 1 中 觀 察 到 的 改 進 的 性 能 意 味 著 可 獲 得 進 一 步 的 益 處 例 如 1 | 此 類 添 加 劑 之 改 進 的 固 料 保 持 能 力 可 使 紙 的 上 漿 與 強 度 改 進 0 鋁 的 化 合 物 可 被 用 於 進 — 步 的 改 進 本 發 明 的 方 法 的 瀝 V * 1 水 及 / 或 固 料 保 持 能 力 0 適 用 使 用 之 鋁 化 合 物 的 簧 例 包 括 1 1 礬 鋁 酸 塩 氯 化 鋁 硝 酸 鋁 與 聚 合 之 鋁 化 合 物 例 如 聚 1 1 氯 化 鋁 聚 硫 酸 鋁 包 含 氯 離 子 與 硫 酸 離 子 之 聚 鋁 化 合 物 1 I 與 聚 矽 酸 — 疏 酸 鋁 0 懸 浮 液 或 原 料 亦 可 包 含 傳 統 型 式 的 礦 1 1 1 物 填 充 劑 例 如 高 嶺 土 瓷 土 二 氧 fb 鈦 石 9 滑 石 與 1 1 天 狀 έ·> >\ 與 合 成 碳 酸 鈣 例 如 白 堊 磨 碎 的 大 理 石 與 沈 澱 的 碳 1 1 酸 鈣 0 1 I - 15 - 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 308618 μ . . _後充_ 五、發明説明（|、） 依據於本發明之方法可被用於製造包括Μ薄片或織物 形式產品的纖維素纖維，例如紙漿薄片與紙。本發明之方 法較佳為使用於製造紙。便於此之”紙”，當然不僅包括 紙與相關的產品，亦包括其它的薄片或似織物產品，例如 板與紙板，Μ及相關的產品= 相關於本發明的方法亦可被使用於由包括纖維素纖維 或原料的不同棰類含水懸浮液製造薄片或Μ織物的產品， 以及懸浮液適合包含至少2 5重量％ ，以及較佳為5 0重量％ 之此類纖雄（Μ乾物質為基準）。懸浮液可包含由下列紙 漿製成之孅維：ib學紙漿，例如硫酸塩紙漿與亞硫酸塩紙 漿，機械紙漿，例如熱機械紙漿，ib學熱機槭紙漿，精練 紙漿與磨木漿（由硬木與軟木所製），以及可包含由除墨 紙漿與相關混合物製成之再生纖維。較希望至少1 ϋ重量％ 與較佳為至少2 0重量％之紙漿由再生繼維，除墨紙漿，塗 覆損紙或機械紙漿或任何相關的混合物所衍生出的。此類 原料通常具有一高的陽離子需求與包括高的陰離子雜物等 级，雜物可能為泵殘留物，漂白殘留物，除墨殘留物，结 合料，墨水，填充劑，细粉，漿料，分散劑與控制沈澱之 化學品。 本發明Μ下列簧例作進一步的說明，這些實例並非為 本發明之範圍的限制。部分與％為重量部分與重量％ (另夕卜 說明書者除外）。 啻例1 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨Ο X 297公釐） ^ —裝 訂 ^ f - * (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明説明（ί + ) 於下列的測試中，>i A k r i b i (S w e d e η )之動力排水分析 器（D D A)來測試排水性能，此分析器測量一設定體積之原 料當將栓塞移開且施加一真空壓力於相對於原料側之金屬 網的另一側，而使原料通過金屬網的排放時間。 設備中包括5 4 %紙漿|以漂白樺木：松木硫酸塩混合物 K 6 0 : 4 Q混合為基準，於2 Q 0° C S F下除去雜質，2 3 %磨碎的 大理石為2 3 %塗覆的損紙（雜誌紙，具灰分含量3 Q 5K)。原 料體積為800ml，稠度0. 3¾與pH值約為7。原料以一 15G0r pm 速度搰動於媛衝瓶中，對原料的測試與化學品之添加如下 :i)加入作為比較目的的高分子量聚合物或依據本發明之 聚合物，再搅動30秒，ii)加入陰離子無機微粒後攪動15 秒，i i i)原料瀝水且自動記錄瀝水時間。 一聚合物混合物（於此為Ml) ，K高分子量陽離子聚 丙烯醯胺與低分子陽離子聚丙烯酸酯之含水分散物的形式 被使用於本發明之方法中。聚合物混合物Μ下列方法製備 在一丙烯醯氧基乙基三甲基氯化銨（具分子量約113 0 0 0 ) ? 法離子水；硫化銨和聚合起始劑存在下聚合化丙烯醯胺（ 90莫耳％)和甲丙烯_氧基乙基二甲基苯甲棊氯化銨（10 莫耳％)至平均分子量約為8佰萬；合成的聚合物混合物具 有高分子量聚合物對低分子量聚合物的重量比例為2 : 1 ，與一乾聚合物含量約1 8 . 5 %。在使用前，聚合物混合物 被稀釋至乾聚合物含量0 . 1 %。 用作比較目的的聚合物為：Ρ 1 )為一具有分子量約8 -17- 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝' 訂 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 308618 •^7 Λ 4 β ί m^1 __ 五、發明説明（f) 百萬的高分子量陽離子聚丙烯醢胺；K及P2)為一具有分 子量約1 6百萬之高分子量陽離子聚丙烯醯胺。聚合物P 1與 P 2被溶解於水中，且以0 . 1 %之水溶液使用。 所使用之陰離子無機物料揭示於美國專利5 , 3 6 8 , 8 3 3 中之二氧化矽基溶膠。此溶膠具有約2 5纟之S值，以及包括 具有比表面積約9 G Q f / g之二氧化矽徽粒，此微粒以鋁作 表面改性至5 %之程度◊此溶膠以溶膠1來表示。所加入溶 膠1的量為0 . 8 k g /噸，Μ乾原料系統之乾微粒來計算。圖 表1顯示了在Ρ 1，Ρ 2與Μ 1之變化劑量下的瀝水時間，以乾 原料系統之乾聚合物來計算。 圖表1 於下列聚合物劑量下的排水時間[秒]

使用聚合物 0.5kg/〇t 〇.8kg/噸 1.2kg/噸 2.0kg/噸 P1 15.7 15.4 11.4 6.3 P2 1δ.7 14.0 11.8 6.6 Ml 14.9 13.0 7.5 4.S 由圖表1可看出使用本發明之低分子量與高分子量陽 離子聚合物的混合物可導致改進的瀝水能力。 奮例2 於本測試糸列中，Μ使用於實例1中之D D Α與一濁度 計结合來估計固料保持能力。以測量由排放原料而得之漶 -1 8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） , 裝 訂 ^ { - . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局負工消费合作社印製

五、發明説明（ 液及白水的濁度來估計第一次通過的固料保持能力。實例 1之聚合物與陰離子無機微粒被相同地使用於本測試系列 中 。 圖表2顯示了在P 1，P 2.與Η 1之改變的劑量下獲得之白 水濁度所測得之固料保持效果，以乾原料系統之乾聚合物來計 算劑量。 圖表1 於下列聚合物劑量下的濁度[NTϋ j (請先閲讀背面之注意事項再填寫本) .裝· 使用聚合物 0.5kg/噸 0.8kg/®i 1.2kg/噸 2.0kg/噸 Ρ1 236 149 87 42 Ρ2 246 165 100 40 Ml 161 90 53 29 訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 由圈表2可看出使用本發明之高分子量與低分子量陽 離子聚合物的混合物可導致顯著改進的第一次通過固料保 持能力。 實例3 如實例2的方法來估計固料保持能力，除了使用不同 之聚合物，其餘均不變。除另外說明Μ外，依照實例1中 的添加順序來莨施。 一聚合物混合物（Μ Μ 2表示）Κ下列方法製備：將S 例1的高分子量陽離子聚丙烯醯胺Ρ2溶解於具分子量 -1 9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X 297公釐）

T 五、發明説明。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 50 ,0 00 Ζ 低 分 子 量陽 離 子 聚 胺 ( Μ Ρ 3表示 )的 水 溶 液 中 Μ 2有 一 Ρ2對 P3之 重量 比 例 2 . 7 : 1 < 本 發 明 之 另 一實 施 例 被 測 試 ，其使用 由P2 與 P3新 製 備 之 混 合 物 0 藉 由 一混 合 装 置 將 Ρ 2水溶液與 P3水 溶 液 接 觸 9 在 合 成 溶 液 被 加 入原 料 以 前 各 個水溶液 更密 切 地 被 混 合 約 2 - 3秒丨: 、聚合物Ρ 2對Ρ 3的重量比例2 . 7 : 1 被加 入 此 混 合 物 Κ Μ 3 表 示 0 本 發 明 一 另一 茛 施 例 ( 以 S i表示） 被測 試 » 其 中 P2 對 Ρ 3 重 量 比 例 2 . 7 : 1分開但同時加入原料中。 Ρ 2 與 Ρ3亦 作 為比 較 的 百 的 P 3被加人 原料 m 動 120 秒 後 再 加 入 Ρ 2 0 所 使用 之 聚 合 物 的 量相關於 P2對 P3之 重 量 比 例 為 2 . 7 : 1 5於圖表3中 » 此 測 試 Μ Ρ3+Ρ2 來表 示 ° 於 一 測 試 中 Ρ2亦 作 為 一單 · 陽 離 子 聚 合物添加 劑C. 圈 表 3顯示當加入1 • 2kg 缌聚合物與0 .8kg: 氧 化 矽 基 微 粒 於 每 m 之 乾 原料 统 中 所 觀 察到的固 料保 持 效 果 0 由 圖 表 3可 看 出 以 本發 明 之 方 法 可 獲得明顯 改進 的 固 料 保 持 能 力 0 圖 表 3 加 入 的 缌 聚 合物 1 . 2 k g /噸 P 3 + P2 P2 M2 M3 S 1 濁 度 [Ν Τ ϋ ] 96 1 0 1 62 7 1 83 蓄 例 4 除 了 使 用 其 它的 添 加 劑 Μ 外 ，如S例 3的 方 法 來 估 計 20 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Α7 午V 3〇86ί8 五 經濟部中央標準局貝工消费合作社印袋 、發明説明（I# ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第一次通過固料保持能力。供料為8 Ο %之K過氧化物漂白 之熱機械紙漿：Μ石磨碎之木材紙漿之混合物（比例為 S 0 : 2 0 )與 2 (U實例1的紙漿。所獲得之原料加入3 0 %瓷 土 （Κ乾物質為基準），4g/l之醋酸納三水合物與lQing/1 萃出物。原料體積8 0 0 m 1，稠度0 . 1 5 %，Μ及 p Η值5 . 5。 聚合物溫合物（Μ Μ 4與Μ 5表示）以下列方式製備：將 簧例1之高分子量陽離子聚丙烯醯胺Ρ 1溶解於低分子量聚 合物之水溶液中。使用於Μ4之低分子量聚合物為一陽離子 聚丙烯醯胺，其分子量為约ΙΟΟ,ϋΟΟ，陽離子電.荷密度 2 . 9 m e q / g，Μ Ρ 4表示。Μ 4之Ρ 4對Ρ 1重量比例為1 : 1 。使用 於Μ 5之低分子量聚合物為一陽離子澱粉，其分子量約 400.QG0，陽離子電荷密度為2.5ineq/g，ΜΡ5表示。Μ5之 P 5對P 1的重量比例為1 : 1。 聚合物混合物與先前技術之方法作比較，其中聚合物 PI，P4與P5被分開地加入，而低分子量聚合物被加入原料 中且攪動3 0秒以後再加入P 1。P 4 : P 1與P 5 : P 1的重量比例均 為1 : 1。這些比較測試K P 4 + P 1與P 5 + P 1表示。 所用使之陰離子微粒物料為相關實例1之溶膠1與被 揭示於美國專利4 , 3 8 8 , 1 5 0中之二氧化矽溶膠，其包括具 有比表面積/g 之二氧化矽微粒，以溶膠2來表示。 所加入之溶膠1與溶膠2的量個別為3 . 0與6 . Okg/噸，Μ乾 原料糸統之乾微粒來計算。 圖表4顯示Κ濁度來測得之固料保持效果，其使用改 -2 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） Β7λ五、發明説明（【， 泰 變之聚合物量（Μ乾原料系統之乾聚合物來計算）與溶膠 來測試。 圖表4 所使用的聚合物所使用的溶膠 在下列聚合物劑量[kg/噸]下的濁度[NTU] 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0 8.0 10.0 P4+P1 溶膠1 100 72 50 44 - 16 - M4 溶膠1 80 59 45 40 - 8 - P4+P1 溶膠2 - - - - 37 30 32 M4 溶膠2 - - - - 27 17 13 P5+P1 溶膠1 - 62 - 42 - 13 13 Μ 5 溶膠1 - 61 - 38 - 9 4 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 S例5 除了使用不同的聚合物以外，與實例4之步驟相同。 陽離子馬羚薯澱粉（Μ P6表示）被用作高分子董聚合物， 與實例3之聚胺Ρ 3被用作低分子量聚合物。藉由混合水溶 液形式之聚合物Ρ6對Ρ3的重量比例5:1而獲得一聚合物混 合物，ΚΜ6來表示。 圖表4顯示了 Μ改變Ρ 3 + Ρ 6與Μ 6之劑量所得的固料保 持效果（以乾原料系統之乾聚合物來計算），而聚合物與 添加量3 . Okg/噸之溶膠1共同被使用。 圖表5 -22- 裝 訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） ^08618 ! ............. 丨方.:ϊ Al --—-1 B7 ______ 五、發明説明（g5：^~ 年下列聚合物劑量下的濁度[NT u j 戸斤使用Θ勺聚合物 18kg/_ 24kg/噸 P3+P6 28 27 M6 2 0 18 茛例6 ^ ®〜B r i tt動力瀝水瓶於攪動速度1 〇 〇 〇 Γ p m下估計陽 離子聚合物與陰離子無機微粒之固料保持性能（此為先前 技術所常用的）。與簧例4相同之原料與聚合物被用於此 測S式糸列。所使用的陰離子無機微粒為揭示於W0 3 4 / 0 5 5 9 5 Φ W & #液’其包括相關於S例1之二氧化矽基微粒與天 然納膨潤土以重量比例2 : 1之混合物，以S u s p 1表示，以及 天然納膨潤土的懸浮液，M S u s p 2表示。所加入之S u s p 1與 Susp2的翔1最分別為4.〇與6.0kg/噸，以乾原料系統之乾聚 合物來計算：， 80 -表6為粉末與填充劑於變化之聚合物劑量下的第一 次通過固料保持能力，以乾原料系統之乾聚合物來計算。 圖表6 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 戸万使用的聚合物 所使用之懸浮液 在下列聚合物劑量[kg/噸]之滯留U] 1 2 4 P4+P1 Susp 1 26.1 32.2 56.7 70.5 M4 Susp 1 29.4 43.0 61.9 75.1 P4+P1 Susp 2 解 43.5 43.ό - -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 ^618 、A7 ___ 五、發明説明（yj) M4 Susp 2 - 46.5 61.6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 申請專利範圍 1 * 一種製備紙的方法，其由包括孅維素之纖維與選 擇的填充劑的懸浮液來製餚，其中一低分子量之陽離子有 機聚合物，一高分子量之陽離子或兩性聚合物與陰離子無 機微粒被加入懸浮液中，以及懸浮液被形成且在一金屬網 上瀝去水分，其特激為低分子量聚合物具有一分子量小於 700.QQO，高分子量聚合物具有一分子量大於1,000,000 ，Μ及這些聚合物被同時加入懸浮液中。 V 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為低分子 量聚合物與高分子量聚合物以一混合物的形式被加入懸浮 液中。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法，其特徵為低分子 量聚合物與高分子量聚合物被同時但分開地加人懸浮液中 ,4 ·如申請專利範圍第1 ，2或3項之方法，其中高 分子量聚合物為陽離子澱粉，陽離子加爾膠，或陽離子丙 烯醯胺基聚合物。 • 5 ·如申請專利範圍第1 ，2或3項之方法，其特徴 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 S 再 填 i裝 頁 訂 線 經濟部中央橾準局貞工消费合作社印裝 亞，胺共 子 鋪烷醢或 分 乙丙烯物 高 聚氯丙聚 為 , 氧基均· 徵 胺 環甲之 特 聚 / , 成 其 , 胺胺組 ， 粉基烯所 法 殺甲乙體 方 性二 ，單 之 改，銨之 項 為烷化物 1 物丙氯合 第 合氯基混 圍 聚氧甲關 範 子環二相 利 離 \ 基或 專 陽胺丙 _ 請 之 I 烯酸 申 量胺二烯 如 子醯自丙 · 分聚擇基 。6 低，為甲物 為胺或，聚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 本 年 η ，， *«6. .Γ>访 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 量 聚 合 物 對 低 分 子 量 3¾ 聚 合 物 的 重 量 比 例 於 範 圍 由 9 : 1 至 1 1 1 : 3内‘: 1 | < 如 申 請 專 利 範 PW3 圍 第 1 項 之 方 法 i 其 特 徵 為 陰 離 子 請 1 先 1 無 機 微 粒 為 二 氧 化 矽 基 微 粒 C 閱 讀 1 背 1 ♦ 如 請 專 利 範 圍 第 7 項 方 法 > 其 特 戤 為 二 氧 ib 1¾ 之 1 矽 基 微 粒 為 膠 態 二 m fb 矽 ， m m 鋁 改 性 之 二 氧 化 δ夕 * 膠 注 意 再 1 1 能 矽 酸 鋁 或 聚 矽 酸 0 1 填 1 -.9 如 甲 m 專 利 範 圍 第 1 項 之 方 法 其 特 徵 為 陰 離 子 寫 本 裝 頁 1 無 m 微 粒 為 膨 ϋ 土 0 V__· 1 1 0 一 m- τίΡ、 合 物 混 合 物 圼 水 分 散 物 的 形 式 其 特 徵 為 1 1 此 聚 合 物 混 合 物 包 至 少 — 分 子 量 大 於 1 , 0 0 0 , 000 之 高 分 1 I 子 量 陽 離 子 或 兩 性 丙 烯 醯 胺 基 聚 合 物 至 少 一 分 子 量 小 於 訂 I 7 0 0 , 0 00 低 分 子 量 陽 離 子 有 m 聚 合 物 Μ 及 至 少 一 水 溶 1 1 I 性 的 無 機 塩 其 中 高 分 子 量 聚 合 物 和 低 分 子 量 聚 合 物 的 重 1 1 量 比 例 於 範 園 9 : 1至1 ：2K 内 0 1 ' [ 1 1 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 0 項 之 聚 合 物 混 合 物 其 線 1 特 徵 為 高 分 子 量 丙 烯 醒 胺 基 聚 合 物 為 陽 離 子 以 及 低 分 子 1 | 量 之 陽 離 子 聚 合 物 為 擇 i 二 烯 丙 基 二 甲 基 氯 化 i安 甲 基 丙 1 1 烯 醯 胺 甲 基 丙 烯 酸 酷 » 或 相 關 混 合 物 之 單 體 所 組 成 之 均 1 1 聚 物 或 ±fc 聚 物 0 1 | 1 2 * 如 申 請 專 利 範 圍 第 1 0 或 1 1 項 之 聚 合 物 混 合 1 I 物 * 其 特 徵 為 無 Wk m 塩 為 硫 酸 納 .、 硫 酸 銨 硫 酸 鎂 i 或 硫 酸 1 1 鋁 、 以 及 存 在 之 無 m 塩 的 量 至 少 5¾重量 之 懸 浮 液 0 1 1 - 2- 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）