TWI224639B - Method for filling and coating cellulose fibers - Google Patents

Description

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4 1224639 A7 五、發明說明（2 化鈦’可結合於製紙纖維的細胞壁範圍内，以適合自改 良、截、、隹中作為製造各種不同紙類型的填料或遮光劑。這 些纖維一般具有增加強度以及和傳統塞滿製品有關的保 留，改善流明裝滿紙聚上的保留，藉與以其他方法在細 胞壁内結合無溶解性鹽類之纖維改良有關的較不透明力 量。 、 长因此在一角度來看，存於製造金屬氧化物或金屬氫 氧人⑯《良、、戴維素紙漿纖維的發明’比如製紙纖維，其 •()开/成紙漿纖維的非水溶液泥漿，前述的纖維泥 漿具有肖Κ或更大的稠度；（b)加入一般式為 M(0R)x(0Ri)y的可水解有機金屬化合物至泥漿，其數量 為與纖維壁吸收而定；(C)可選擇性地藉過濾或蒸餾而除 未被義、准壁吸收的有機金屬化合物；以及⑺）將水 力至義、准内，以在不超過纖維壁内沈澱，式的水無 法溶解之金屬氧化物或^(叫式的水無 屬 =物’其中，可為任何形成水無法溶解之金屬氧： 勿=屬氫氧化物，，’R ”及”…，，可為任何有機群，且可為 ^不同，，，X”為0〜4，，，y”為 〇〜4，X + y>0,且”a，，、”b，，、，，c” 及d母—個皆為1或更大。”R/，也可為任何配合基，藉 任何至少具有可分給配位金屬原子之-個； …至：或無機分子或離子，包括界定為扮演電子對 =至接受體離子或分子的傳統單—及 用於鍵…轨道的η·鍵結配合基，此配合： , 給予體容量，本身也包含有接受電子可能的分 本紙張尺度適¥中0¾¾ (CNS)A4規格（uf—g-） 訂 h f 費 合 作 C:\Eunice\PK-Ooi '-04 \ ΡΚ-001-0492 \ PK-00l-0492-2-(On-Mnvis).doc 1224639 A7 B7 五 、發明説明（ 3 子軌道。 以另一角度來看’此發明爲約包含0.5〜60wt % (wt %爲重量百分比）之Ma〇b式金屬氧化物或Mc(〇H)d式金 屬氫氧化物的改良紙漿纖維，其中”M”、”a”、”b”、，，c”及”d” 乃定義於上。 以另一角度來看，此發明爲紙類，尤其是柔軟的薄 紙，包含Ma〇b式金屬氧化物或Mc(〇H)d式金屬氫氧化 物，其含有約〇_5〜60wt %的改良製紙纖維，其 中”M”、，，a”、，，b”、”c”及”d”乃定義於上。 如此處所使用「水無法溶解」一詞意指在低於〇 2 克/1 00三方么分的寒冷溫度（4。）水下所具有的溶解度。 適當的非水溶液溶劑包括（但不限定於異丙醇）i _ 丙醇、1-丁醇、丙酮、2-乙基己醇、甲醇及乙醇。一般極 性溶劑爲較佳的，但另一方面其不是本發明的主要觀 點。 製紙纖維之非水溶液泥漿的稠度（百分比固體）並 非爲王要的，其可約爲10〜1〇〇wt%。雖然有機金屬化合 物可引入乾製紙纖維（！ 00 %稠度）中，其具有約20^15— %稠度的非水溶液泥漿對改善潮濕爲較佳的。 對R及&而I，適當的有機群包括（但不受限）甲 基、匕基、丙基、丁基、2_乙基己基、異丁基、己基、辛 基、辛基癸基、十二癸基、戊燒二酸鹽以及醋酸乙酿基 酸鹽。 假使Rl爲一配合基，適當的化合物包括（無限制）

Mavis D:\PatentiPk001.04~\0492\PK-001~0492.DOC April 27,1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 1224639 A7 ----B7____ 五、發明説明（4 ) 取代的羧機（carboxylic acid)，比如水楊酸甲酯（methyl salicylate)、蘋果酸（malic acid)以及氨基醋酸（glycine)或 酒石酸二丁酯（dibutyl tartrate)，由McCready揭發於美國 專利編號4,452,969，其合併於此作爲參考；鄰取代芳香 羥基化合物，其由BruneMe揭發於美國專利編號 4，452,970，其合併於此作爲參考；以及亞磷化合物，比如 亞磷酸、二亞磷酸苯酯、二亞磷酸丁酯、二亞磚酸異丙酉旨 以及二亞磷酸苯癸酯，由B〇rman揭發於美國專利編號 5,453,479，其合併於此作爲參考。 對定期的製紙而言，較佳的有機金屬化合物爲那些 由ΙΠΑ及IVA金屬基所开^成，其具有鈇（t丨tanjum)及錯 (zircomum)爲最佳的。適當的有機金屬化合物包括（但不 又限）兴丙氧化鈦（IV ) 、丁氧化鈦（jy ) 、2_乙基己氧 ，汰（IV )、乙氧化鈦（[γ )、丙氧化鈦（以）、二異丙 氧化鈇二（2,4-戊燒二酸鹽）、@氧化錄（rv)、乙氧化 = ιν)、丁氧化# (IV)、異丙氧化錯（ιν)(與異丙 ，奶口）、第二丁氧化鲒（JY )、醋酸乙醯基酸錯（Μ )、 異丙氧化乾（瓜）、乙氧化記（瓜）、異丙氧化纪、乙氧 化軋（瓜）、乙氧化筑（瓜）、乙氧化鉅（V )、乙氧化 」^ )乙氧化銳（V )、異丙氧化鈽（IV )(及異丙 醇複合物）、異丙氧化鋇及甲氧化銅（II )。 、這些有機金屬化合物可被加至純淨的製紙纖維或 二、田有機☆劑中的溶液。加人有機金屬化合物至纖維 、-特别方式爲在相同非水溶劑中使用淤漿此製紙纖維 ---

MaWs D.Watenmm〇4~\0492m-001-0492.Doc ΑρηΊ 27,1999 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

JT .— 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 7 Ϊ224639 A7 B7 五、發明説明（5 ) 而形成。此溶液约可包含1〜1 00wt %的有機金屬化合物， 更特别的約爲10〜1〇〇wt%，依最終理想的濃度而定。 範例 範例 此範例乃説明此發明形成二氧化鈦塡充紙漿的方 法 46.6克（10克絶乾重量）的免乾燥北方軟質木材牛 皮紙紙漿’此被除去而具有異丙醇的水稠度變成21.9 %， 其被置於具有氮清除的1公升燒瓶裝備内。2〇〇公撮的異 丙氧化鈦（IV ) ( Aldrich，97% )乃被引入燒瓶，且泥漿 允斗處於室溫3 0分鐘。然後過濾、此泥漿以除去多餘的異 丙氧化鈦（IV )。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然後此纖維返回此燒瓶且500公撮的蒸餾水被引入 燒瓶内。快速形成白色的二氧化鈦沈澱。在數次以水過濾 和清洗以除去多餘的二氧化鈦之前，允許紙漿位於水中，〇 刀居里。然後紙漿在早林捧和器（y\/arjng b|ende「）以高速加 熱而纖維化數分鐘，直至所有的尼特（njt)除去。然後清洗 紙漿直至澄清過濾而通過200網篩。當以碳酸鈉測定時， 乾燥並測定紙漿以得到39.8 %含量的二氧化鈇。 處理且清洗2·0克的紙漿使其置於具有5〇〇公撮水 的廚房混合器内。然後此樣本以高速混合2分鐘。當以碳 酸鈉測定時，過濾並测定此樣本以得到38 6%含量的碳酸 8 Mavis D:\Patenm001.04~\0492\PK-001-0492.DocApril 27,1999 1224639五、發明説明（ 6 A7 B7 納。97 %的碳酸鈉保留表示填料堅固地埋 内。 入纖維的細胞壁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 範例2 此範例爲説明無水除去紙漿的使用。 一樣本爲免乾燥桉樹紙漿在12yC乾燥4小時而得 到"·5%稠度。將10克的乾燥紙漿置於具有氮清除的2二 公撮燒瓶裝備内。100公撮的異丙氧化鈦（W )乃被引入 燒瓶。記錄良好的潤濕。允許樣本處於氮氣下6〇分鐘。 過濾此泥漿以除去多餘的異丙氧化鈦（ιγ)且返回反】導 官。然後100公撮的水被引入燒瓶内，記綠在時間内纖維 上的二氧化鈦白色沈澱外觀。在過濾和清洗以除去沈澱於 纖維上多餘的二氧化鈦之前，允許紙漿位於水中30分鐘。 紙漿在韋林摻和器（Waring blender)以高速加熱而纖維化 4刀鐘，直至所有的尼特（n⑴消失。清洗紙漿直至澄清過 濾而通過200網篩。當以碳酸鈉測定時，乾燥並測定紙漿 以得到27_8%含量的二氧化鈦。 處理且清洗2.0克的紙漿使其置於具有5〇〇cc水的 廚房混合器内。然後此樣本以高速混合2分鐘。當以碳酸 鈉測足時，過濾（獲得澄清的過濾）並測定此樣本以得到 23_2 %含量的碳酸鈉。83 %的碳酸鈉保留表示填料堅固地 埋入纖維的細胞壁内。

Mavis D:\Patenm〇01.04~W492\PIU)01O492.Doc April 27,1999 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 9 1224639 五、發明説明（ 7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 範例3 此範例説明除鈇之外，具有有機金屬化合物的桉樹 纖維之處理。 36·58克（10.24克絶乾重量）的免乾燥按樹紙漿， 此被除去而具有異丙醇的水稠度變成28%，其被置於具有 氮清除的0.5公升燒瓶裝備内。1〇〇公撮的丙氧化錯（以） (劁driCh，7〇%於扒丙醇）乃被引入燒瓶。纖維泥漿被存 於氮氣毛毯下30分鐘。過濾此泥漿以除去多餘的異丙氧 化錯（IV )且返回此反應導管。然後2〇〇公撮的水被引入 燒瓶内，記錄在時間内纖維上的二氧化鈦白色沈澱外觀。 在過濾和清洗以除去沈澱於纖維上多餘的二氧化錯之 前，允許紙漿位於水中30分鐘。清洗紙漿直至澄清過濾 而通過200網篩。紙漿在韋林掺和器（Warjng化_「）以 高速加熱而纖維化4分鐘，直至所有的尼特（nit)消失。當 以碳酸鈉測定時，乾燥並測定紙漿以得到44 5 %含量的二 氧化錯。 處理且清洗2·0克的紙漿使其置於具有5〇〇公撮水 的廚房混合器内。然後此樣本以高速混合2分鐘。當以碳 酸鋼測定時，過濾、（獲得澄清的過遽）並測定此樣本以得 到43.0%含量的碳酸鈉。97%的碳酸鈉保留表示塡料堅固 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 - 1 —1 10 Mavis D:\paten_〇1识o492\pk~001-0492.doc April 27,1999 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1224639 Α7 Β7 五、發明説明（8 地埋入纖維的細胞壁内 範例4 此範例的目的乃是爲了與範例5做一比較，其提供 碳酸鈣纖維壁填充紙漿，其由Allan等人描述於美國專利 編號 5,069,539。 室溫下，緩慢的將600克的重碳酸鈣加入至528克 的蒸館水。然後此溶液加至免乾燥北方軟質木材牛皮紙紙 漿（在18.65%稠度有1〇72克），並以手混合15分鐘。 然後允許此材料處於40°C下3小時。 眞空過濾此紙泥漿而除去多餘的碳酸鈉，然後引起 纖維無光織物藉手分解並置於一大燒杯。1766克的5〇wt %氯化約溶液藉由缓慢的加入116 9克的試劑級 CaCldhO予597公撮的水，並提昇溫度至9〇χ。立刻 將熱的氯化鈣溶液加至脱水纖維並以抹刀混合。然後允許 此混合物停滞45分鐘。然後以水清洗這些纖維直至引起 通過1 50個網篩淨化。沈澱步驟的製品乃分成三等分。每 等刀乃皤浮於3300公撮的水中，以便得到大约2 %稠度 混合物，且在4公升韋林式掺合器中，在4分鐘高速中加 入咼^切混合。在玻璃燒杯的500公撮的水中除去並懸浮 J等刀X舂且纖維的糾纏。在具有絲錐水流動的1 5〇個

Mavis D^atenm001.04~\0492\PK-001-0492.Doc April 27,1999

11 1224639 A7 B7 五、發明説明（9 ) 網篩上清洗纖維化材料之後，直至獲得一淨化效果。當以 碳酸鈉測定時，乾燥並測定紙漿以得到35 4 %含量的二氧 化錯。 處理且清洗1 _5克的紙漿使其置於具有5〇〇公撮水 的廚房混合器内。然後此樣本以高速混合2分鐘。當以碳 酸鈉測定時，過濾（獲得澄清的過濾）並測定此樣I以得 到32.4%含量的碳酸鈣。91%的碳酸鈉保留表示填料堅固 地埋入纖維的細胞壁内。 範例5

.IT 此範例乃描述由二氧化鈦纖維壁填充紙漿之手工薄 板的準備。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 145克的二氧化鈦纖維壁填充紙漿之製造乃藉範例^ 的程序與具有13.6% ( 19_57克烘乾主要成分）稠度二者 與30.43克的北方軟質木材牛皮紙紙衆混合，並與2公升 水混合分散於英式紙漿分梳輥（Britjsh pu|p Disintegrator分鐘。將分散給漿的樣本抽回過遽並測 定’以得到15.84%的二氧化鈦含量。此混合原料被稀釋 至0.62 5%稠度，且使用英式手工薄板禱型來準備手工薄 板。藉加入手工薄板鑄型的變化原料容量而獲得不同的基 重。下表乃爲基重、複酸鈉以及不透明度。手工薄板的碳 酸鈉含量爲15.84%，表示填料的⑽％保留。在類似的

I紙張尺度適用中國國家標準（CNS 12 Mavis D:\PatentiPk001.04~\0492\PK-001-0492.DOC April 27,1999 1224639 A7 B7 五、發明説明（10) 方式中’控制手工薄板製造具有塗覆碳酸妈及流明装塡北 方敉貝木材牛皮紙的免乾燥北方軟質木材牛皮紙紙漿，其 也產生於下表。 塡料 竣酸納 含量 保留百 分比 基重塡 料&纖 維 纖維基 重 ISO不 透明度 不透明 度變化 無 0.30% N/A 55克/ 平方公 尺 55克/ 平方公 尺 66.8 -- Ti02 範 例1 15.90 100 55克/ 平方公 尺 46·3 克 /平方 公尺 74.4 + 7.6 0 3 0 0 3 纖維壁 塡充範 例4 16.0% 99 % 55克/ 平方公 尺 46.2 克 /平方 公尺 65.4 -1.4 這些結果顯示與已沈澱於細胞壁的碳酸鈣有關之較 高不透明度的二氧化鈦一樣好的填料保留高度。 將瞭解前文的範例以及所給的説明目的並不限定於 此發明的範圍内，乃以下面的申請專利範圍及所有同等物 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ Mavis Οψ3ίΘ^00Ι04~\0492\ΡΚ-001-0492.Οοο April 27,1999 1224639 Μ Β7五、發明説明（π) 來定義。 .-!-1 1 - - In — I= m - - .......... 1' :(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）

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Claims (1)

1224639 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 的混合物。 5·如申請專利範圍第4項的方法，其中混合物包含锆的有機 金屬化合物以及鈦的有機金屬化合物。 -------^—·—«— ^—AW. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1 6 C: \ Eunice 2004 \ ΡΚ-00Ί-04 \ PK-001-0492 \ PK-001-0492-chi-cla-3.doc 1224639

項 再 填 本 頁 先 閲 讀 背 之 注 r