TW385350B - Method of making paper, rosin type paper composition and paper filler composition for rosin-sized paper - Google Patents

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五、發明説明（ .:發明係有關於造紙㈣，特別是含中性職脂聚料及 推—餐料及/或塗料，如碳_之系統。在―方面，本發明 系統步係有關於藉由提供某些藥劑予此等系統以獲得此等 '、統足方法。在另一方面，本發明係有關於具多量填料及/或 塗料之松脂型紙品。 、 在坆紙過轾中’紙品可以松脂漿料製造以抑制液體對紙 張< 穿透性。已發展出中性職脂浆料系统，其使用分散 的松脂衆料及銘離子源。紹離子可用以將松脂固著於紙品 纖維素纖維。-般而言，此等系統使用已改質以限制在 中性PH範圍内離子化的分散㈣漿料。此等系統中的典型 鋁離子源包括硫酸鋁及多氣化鋁。 木二至>1鹽可用；^紙品系統作爲填充或塗覆物料。使用 金屬鹽時，'由^有二價陽離子之存在，可能產生問題。游 離二價陽離子會因多種原因而存在。此等離子會存在，因 '某些化學化合物，如硫酸鋁或多氯化銘，會自其他某些 化合物釋出二價陽離子。例如，約離子會自碳酸甸釋卜 再一例子是，經由缓衝作用而自沉澱之碳酸舞釋出離子。 此等二價陽離子會與松脂反應而形成金屬松脂酸鹽琶，如 舒離子爲二價陽離子時即爲松脂酸句良。此等乾之形成會 干擾所要鋁-松脂絡合物之形成，並藉可利用鋁離子與松脂 之上漿-纖維固著競爭。 曾試圖解決舞離.子在紙品系統造成的松脂上聚問題。此 等努力一直是在修改錯離子之來源或松脂分子。特定而言 ，曾試圖提高松脂上漿紙品中碳酸鈣填料之量。然而，提 —4 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210χ297公楚） --------裝ί - J (请先閱讀背面之注意事項寫本1) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ο 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明、2) T§J 酸^雀弓、Θ ' ’ I里也會提高二價陽離子之量，進一步在上漿過 、成問題。需要有改良之方法及组合物才能改進有二價 在t系统的中性Ρϊί松脂上漿。本發明之一目的爲提 、改良之造紙系統，其在有金屬鹽如碳酸鈣存在作爲填料 或塗 ίΦ βφ -χ~ 平’有固著於纖維素纖維之中性PH松脂漿料。另一 目的爲提供獲得此等系統之方法。還有_目的爲提供一種 具有増多量填料及漿料之新穎紙品.组合物，再有一目的爲 k (、可&彳于上述結果之新穎組合物，這些及其他目的將在 以下本發明之説明中明白呈現。 在 Strazdins, F之"chemistry and Application of Rosin Size"( 松脂漿料之化學及應用）(The Sizing of paper，第二版，TAPPI 出版，1989)中，已認知松脂系統中有來自碳酸鈣之游離鈣離 子存在之問題。在 Liu J.之 Paper Technology 36(5) : 20(1995) 中’已説明利用多氯化鋁代替硫酸鋁試圖改進中性PH松脂 上漿。 .根據本發明，前述及其他目的係藉使用特定量之有效替 合或沉澱劑除去二價陽離子，以免非所欲皂在經松脂上漿 之紙品系統中形成之造紙方法而達成。 根據本發明乏一方面，該方法係在使用碳酸鈣作爲填料 .及/或塗料及使用磷酸鈉清除二價陽離子之系統進行以防止 松脂酸鈣形成，干擾所形成紙品之松脂上漿，也提出其他 或廣大方面。 . 這些目的進一步由新穎之紙品組合物達成，該组合物係 以具新*顆组合-至少增多量之對松脂反應之塗料及/或填料 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS〉A4規格（21〇><297公釐） (請先閱讀背面之注意事^.-'^寫本頁) -裝. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 與所要範圍量之松脂-之紙品原料製造。 此外，這些目的係以經松脂上漿之紙品用之紙品填料組 合物達成，該給合物包含碳酸釣物料加上當填料組合物加 至造紙漿體時能有效降低鈣離子存在量以防止皀形成之螫 合或沉澱劑。 此等新穎方法及組合物具有以迄今爲止尚不可能之更高 填料或塗料及松脂漿料含量製造紙品之優點。 本發明.之一具體例爲造紙之方法，包含⑴特第一量之螫 合或沉澱劑及第二量之漿體-其包含第三量之金屬鹽（較佳 爲碳酸鈣）與第四量之二價陽離子-混合；該混合及第一量 之螫合或沉澱劑可有效產生第五量之漿體-其具有至少相 當減量之二價陽離子，及⑵將第五量之漿體與第六量之包 含松脂之造.紙供料混合，該混合係在約鹼性或中性PH下進 行0 .. 所用螫合劑或沉澱劑是一種能有效自溶液除去二價陽離 子而在造紙過程不產生相當問題之藥劑。若有需要，螫合 或沉澱之二價陽離子可在第五量之椠.體加至造紙供料之前 除去。較佳螫合或沉澱劑包含一個或多個磷酸根基團。磷 酸根基團含有磷及氧原子，且具負電荷。非限制性實例爲 P〇4-。-5。另夕卜的原子，如氫原子，也可存在。 螫合或沉澱劑較佳自磷酸鈉化合物，較佳磷酸氫鈉 (Na2HPQ4)，又稱二價磷酸鈉及三多磷酸鈉（Na5P3〇1〇)所選出 。其他非限制性實例烏三價磷酸鈉（Na3P〇4)，焦磷酸四鈉 (Na4P〇7)及偏磷酸鈉（NaPO)n，其中η爲大於（3)之整數。 _6 一 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） I ^ ^ 裝 訂— . ,\1/. . . (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) ί A7 B7 五、發明説明（4 ) 含金屬鹽之漿體係能與造紙過程相容之漿體。金屬鹽係 用作爲預定之紙品填料或塗料，或兩者。較佳金屬鹽爲碳 酸鈣。碳酸鈣可以沉澱碳酸鈣（PCC)，研磨碳酸鈣（GCC)或 石灰衍生物存在，較佳以PCC或GCC存在，更佳以PCC存在 。另一種金屬鹽爲磷酸鎂。 二價陽離子可爲能與松脂反應產生松脂酸鹽良，特別是 金屬松脂酸鹽皂之任何二價陽離子.。一般而言，二價陽離 子源可爲.金屬鹽。此等陽離子，可爲化合物，但一般爲單原 子離子，如約離子或錢離子。 混合之方法及螫合或沉澱劑之量必須能有效產生第五量 之漿體，其具有至少相當減量之原始存在於第二量漿體中 的二價陽離子，相當減量係至少減少約15%，較佳至少約 50%，更佳幾乎全無二價離子，在較佳具體例中，所產生的 漿體具有所述減量之鈣離子。 在另一較佳具體例中，第五量之漿體包含至少約15重量％ 碳酸鈣及至多約1重量PPM游離鈣離子。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 本發明之造紙方法能有效防止相當量二價金屬松脂酸鹽 皀，特別是松脂酸約皀之形成。此等松脂酸鹽係在二價離 子第六量造紙供料中之松脂反應而形成。松脂酸鹽之量在 足以實質干擾鋁與造成紙品上漿之松脂間之反應時，即被 認相當大量。此等競爭在形成之松脂酸鹽爲紙原料之至少 約1 /4重量％時，即被認爲相當激烈。 第五量漿體和第六量造紙供料之混合在約鹼性或中性PH ，較佳約6.5PH至約8.0PH，更佳約7PH之條件下進行。 -7- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210'〆297公釐）

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5) 在另一具體例中，本發明係松脂型紙品组合物，包含造 紙原料；至少約1〇重量％塗料及/或填料，該等物料具有對 松脂反應i基團，當其爲離子型時；及不多的松脂皂。，松 脂型紙品"係一種含有有效量松脂，較佳自至少約〇 〇5%更 佳自約0.05%至約1.〇重量％松脂之紙品❶塗料及/或填料較佳 爲鈣鹽，更佳爲碳酸鈣或硫酸鈣。松脂較佳有與其結合之 鋁離子以促進上漿現象。相當之松香包量是會使紙品在: 業上看起來不好看的量。此種看起來不好看的樣子將不允 許使用相當量之塗料及/或填料，如至少約1〇%，因爲在= 發明不使用螫合或沉澱劑時會有非所欲皂之形成。 在另一較佳具體例中，所説明之紙品爲鹼性或中性紙品 ’塗料及/或％料爲沉澱碳酸鈣，松脂鋁絡合物係源自分散 之松脂或松脂t ,及紙原料中之填料係以磷酸鈉，較佳1 一價磷酸鈉或三多磷酸鈉，有效處理或預處理，以防止相 當量之二價金屬松脂酸鹽包之形成，在更佳具體例中，二 價金屬松脂酸鹽皀爲松脂酸鈣皀。 在另一具體例中，本發明係—種經松脂上漿之紙品用之 紙品填料組合物。該組合物含有碳酸鈣，較佳沉澱碳酸鈣 ，加上沉澱或螫合劑，在填料组合物加至造漿體時能有^ .降低鈣離子之存在量。螯合或沉澱劑係以上所述者之—。 孩藥劑與碳酸鈣密切混合而與其結合或附著於碳酸錡物料 本身係在如碳I鈣加至造紙過程前之預處理步驟中進行 。當碳酸鈣加至造紙漿體時，早,,已與碳酸鈣結合之藥劑之 存在量能有效防止任何所產生的鈣離子，如溶液中缓衝活 -8- 私紙張尺度適财g龄轉（CNS ) A4規格（21QX297公黎 f請先閲讀背面之注意事項^Tier本耳j .裝^ .、一叮. A7 B7 五、發明説明（6 ) ‘性所產生者，實質干擾随後的松脂上漿過程。此等藥劑可 ，但無須侷限於碳酸鈣之表面。或者，該藥劑可附在1酸 鈣物料之表面界面内，如該物料之孔隙或裂缝内。該藥劑 之附著量是以防止包之形成；包之形成會實質干擾松脂上 槳·過程。 本發明之前述及其他目的，特徵，觀點及優點在以下無 意限制本發明範園之例舉性實例中將更明白呈現。 重例1 :鈣離子去除 將鈣選擇性電極標準化《然後，將電極置於含有22乾克 Minerals Technologies公司所製造沉澱碳酸鈣之1〇〇克漿體中 ，加入2毫升之IS A。表1所列沉澱藥劑係以溶液以〇. 5重量% 增量加入，並記錄讀數。 ^ ^ 批衣11 (請先閱讀背面之注意事項^^:^寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表1 添加物 EDTA 擰檬酸鈉 硫酸納 磷酸氫鈉 碳酸鈉 三多鱗酸納 重量 ppm** ppm ppm ppm Ppm ppm 鈣 #5 鈣 #5 約 #5 0 15 32.5 15.4 52 51 57.8 0.5 7 3 9.98 0.04 0.15 0.54 1 4.8 1.08 9.03 0.04 0.09 0.01 1.5 24.5 0.69 8.11 0.05 0.01 2 73.7 0.51 7.34 0.04 2.5 136 0.41 6.78 0.03 3 184 0.35 6.32 3.5 221 0.31 6 4 251 0.27 5.75 4.5 274 0.25 ,5.39 5 293 0.23 5.09 -9 一 说尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ι〇χ297公楚） A7 B7 五、發明説明（7) *重量計之陰離子 **ppm-每百萬之份數 實例手抄紙製備 實.例2, 3及4係使用下列方法製備手抄紙··手抄紙係使用 湍流脈衝裝置（Turbulent Pulse Apparatus)及75/25普林斯愛伯 特（Prince Albert)北方硬木/軟木漿捧合（精煉至400 ± 25加拿 大標準游離度）製備。將Neutros Extra松脂（Akzo-Nobel公司 製造），明.礬>(General Chemical公司製造）及.澱粉（Akzo-Nobel 公司製造之陽離子性馬铃薯澱粉）加至足夠濃的原料（1.5重 量％)中以製造四張手抄紙。將木漿攪拌，1〇秒鐘後將稀釋 水加入，並將500毫升稀釋木漿（0.12重量％)放入湍流脈衝罐 中。然後，將填料加入，10秒鐘後添加陽離子性聚丙稀酿 胺保留助劑(0.5磅/每噸Allied Colloids公司製造之Percol 175 聚合物）及稍後瀝乾10秒鐘。然後，將紙張以20磅/平方吋壓 搾並於轉筒烘燥機上以115°C烘乾。然後，將紙張控制在23 Ό及50%相對濕度下24小時。使用赫考力士上漿試驗 (Hercules Sizing Test，HST)，TAPPI方法 T-530PM‘89(1989年 修正）進行上漿評估。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 實例2，游離約離子對中性松脂系統上衆表現之影響 此一實例使用以下各量： 松脂 9 镑/哺 明礬 13.5磅/噸 澱粉 15 镑Μ頁 製備四張手抄紙，對照手抄紙係使用沉澱碳酸鈣作爲填 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'乂297公釐〉 經濟部中央標準局員X消費合作社印製 r\ ^ r·- f- f' -———_ 五、發明説明（8 ) ，料，且未試圖降低鈣離子濃度。LC(低鈣）手抄紙則使用相同 頰型的填料’而鈣離子濃度係藉過濾漿體，以去離子水洗 滌，烘乾後再以去離子水作成漿體而降低。磷酸氫鹽及三 多磷酸鹽手抄紙之舒離子濃度係分別以鱗酸氯鹽及三多鱗 酸鹽藥劑各㈣度處理而降低。以赫考力士上浆試驗（则 式待之_結果顯示於表2。 .表2 填 料 1 Ά你'· 日上眾 填料含量(重量 對照組 4.5 對照組 9.3 對照組 21.4 低_#5 5 低避 ---------- __9.7 -----—_______ 低雀弓· 20.7 磷酸氫鹽（1%) 4.6； 磷酸氫鹽（1%) 10.7 磷酸氫鹽（1%、 23 HST (秒丄 377 392 8 271

添加水举對中性松脂系統&裝表現之影^ 此實例使用下列各量： 松脂 用量變化，見表1 一 - -11" 標準吻S ) Μ規格（210X297公资 ----：--Γ----裝 1 請先閱讀背面之注意事項寫本頁 訂

明蓉 上槳量之1.5倍 殿粉 15镑/嘴 對使用漿料量9, 7.5及6磅/噸製備之手抄紙進行.·

385S5G 五、發明説明（9 ) 上漿試驗（HST)。全部舐張都以2〇重量％填料曰赤考力士 果顯示於表3。 ^備，結 表 3 —J \ 中性松脂上漿

免Μ 4,沉殿物處ί呈塵^對中性松脂系統上號 此實例使用下列各量： 松脂 6及9磅/噸（見附1) 明蓉 9及13.5磅/噸（見表η ;殿粉 15碡/嘲 對以各種量之處理劑及漿料處理之手抄紙進行赫考力士 上漿試驗（HST)。全部紙張均以2〇重量％填料含量製備，妗 ο 5 ro 5 五、發明説明（10) 果顯示於表4。 表4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 中性松脂上漿-添加劑含量之影響 填料 漿料含量 HST (榜/喉） (秒） 對照組 9 302 對照組 6 8 磷酸氫鹽（1%) 9 308 磷酸氫鹽（1%) 6 31 磷酸氫鹽（2%) 9 461 磷酸氳鹽（2%) 6 41 磷酸氫鹽（4%) 9 376 磷酸氫鹽（4%) 6 40 三多磷酸鹽（1%) 9 166 三多磷酸鹽（1%) 6 11 三多磷酸鹽（2%) 9 81 三多磷酸鹽（2%) 6 8 三多磷酸鹽（4%) 9 85 三多磷酸鹽（4%) 6 7 本發明僅藉實 雖然本發明已經詳予説明，但很清楚地 例説明，不受其限制。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----^--,----批本-- \— (請先閱讀背面之注意事項-T’填寫本頁) 訂

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

   S)M%^( 210X297公釐） 3SSS5❹ 申請專利範圍 1· 一種la紙之方法’一包含⑴將第—量之螯合或沉澱劑及第 二量t漿體一其包含第三量之金屬鹽及第四量之游離二 價陽離子一混合’該混合及第—量能有效產生該游離二 價g離子之量至少大幅降低之第五量漿體，及⑵將該第 五量之漿體與第六量之造紙供料—其包含松脂—混合， 該混合係在約驗性或中性PH下進行。 2. 根據申请專利範圍第1項之方法，其中螯合劑或沉澱劑包 含磷酸根基團。 3. 根據申叩專利範圍第2項之方法，其中螯合劑或沉澱劑係 選自磷酸鹽化合物所選出。 4. 根據申請專利範園第2項之方法，其中磷酸鈉化合物爲磷 酸氫鈉及三多瑪酸納。 5. 根據申請專利範園第1，2 , 3，或4項之方法，其中金屬 鹽爲碳酸鈣。 6. 根據申請專利範園第【項之方法，其中金屬鹽係沉澱碳酸 #5 〇 7. 根據申請專利範圍第1，2，3，4或6項之方法，其中該第 五里之漿體包含至少約15重量％碳酸鈣及至多約1重量ppm 游離#5離子。 8. 根據申請專利範圍第1，2，3，4或6項之方法，能有效防 止相當量二價金屬松脂酸鹽包之形成。 9·根據申請專科範.圍第1，2，3，4或6項之方法，其中中性 PH範圍係自約6.5至約8.0。 1〇·根據申請專利範園第9項之方法，其中PH爲約7。 -14- (請先閔讀背面之注意事項寫本頁)

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3^5SS0 C8 ^-----—___ 、申讀 : — ---— u· ~種松脂型紙品組合物，包含紙原料，至少約i〇重量％塗 科及/或填料物料，該物料具有在離子型時對松脂反應之 基團。 根據申请專利範圍第11項之组合物，其中該塗料及/或填 料物料爲鈣鹽。 根據申请專利範圍第1 1項之組合物，其中鈣鹽爲碳酸妈 或硫酸鈣。 - ' 根據申清專利範圍第11，12或13項之組合物，包含约0 05 至約1.0重量％松脂。 根據.申§青專利範園第11，12或13項之組合物，其中紙品 係驗性或中性紙品，塗料及/或填料係沉澱碳酸鈣，松脂 銘络合物係分散之松脂或松脂良，及紙原料係以磷酸納 化S物有效處理以防止相當量二償金屬松脂酸鹽包之形 成。 16. 根據申請專利範圍第15項之組合物，其中紙品爲中性紙 品 〇 17. 根據申請專利範園第15項之組合物，其中磷酸鹽化合物 爲三多磷酸鈉。 10 __ 插 __ •搜經松脂上漿之紙品用之紙品填料組合物，該組合物 包含竣酸鈣物料加上沉澱劑或螯合劑，能有效在該填料 迎'合令加至造紙漿體時降低妈離子之存在以便防止皀之 形成。 . -15 - 本紙張尺度適 A4規格（21 OX297公釐） I— I I— Hoi J —ο— I - - -I I I —1- - ^^1 —^n —— ^^1 am ^ J. I— _ I \ij^r 、\s& n n n . V .- : : 、 (請先聞讀背面之注意事項一寫本頁〕