專利名稱：耐酸碳酸鈣組合物及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于造紙和相關(guān)工業(yè)的碳酸鈣，更具體涉及具有耐酸特性的碳酸鈣。
傳統(tǒng)上，在生產(chǎn)中性至弱酸性紙張時(shí)，已將二氧化鈦和煅燒粘土用作填料，以便改進(jìn)所制得產(chǎn)品的光學(xué)特性特別是亮度。然而，這些物料特別是二氧化鈦具有價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，導(dǎo)致較高的生產(chǎn)成本和價(jià)格上無競爭力的紙產(chǎn)品。
在生產(chǎn)不含木漿的堿性紙張中，已將碳酸鈣特別是沉淀碳酸鈣用作填料。這種做法可增強(qiáng)紙張的光學(xué)特性特別是高亮度和不透明性，而不會(huì)因使用氧化鈦填料而招致巨額花費(fèi)，從而可獲得價(jià)格更便宜的產(chǎn)品。然而，在用機(jī)制漿粕配料生產(chǎn)酸性紙張時(shí)，一般不能將碳酸鈣用作填料，這是因?yàn)樗谒嵝越橘|(zhì)中會(huì)分解。由于機(jī)制漿粕紙張和新聞紙都是在酸性范圍生產(chǎn)的，因而長期以來需要開發(fā)一種在低pH下是酸性穩(wěn)定的和抗分解的碳酸鈣組合物，這樣，在采用堿性填料會(huì)對成品紙的特性產(chǎn)生負(fù)面影響的場合，就可以將其用作生產(chǎn)這類紙張例如細(xì)磨木漿紙時(shí)的填料。
由于pH升高時(shí)會(huì)發(fā)生“纖維堿性致黑”，因此，由機(jī)制漿粕制得的紙張傳統(tǒng)上都是在酸性造紙條件下生產(chǎn)的。這意味著在含木質(zhì)體系中，當(dāng)pH由酸性升高到堿性時(shí)，紙張的亮度會(huì)降低(回色)。在任何含有大量木質(zhì)素的木漿中都會(huì)在某種程度上發(fā)生堿性致黑。致黑的程度取決于特定的紙漿、pH和水質(zhì)。通常，重質(zhì)碳酸鈣粉和沉淀碳酸鈣填料在pH 7.5-8.2的濕端可起緩沖作用。由于耐酸碳酸鈣組合物具有保持pH穩(wěn)定的能力，因此為降低纖維堿性致黑和回色的程度提供了一種手段。
美國專利5,043,017公開和申請了一種在輕度酸性介質(zhì)中耐降解的酸穩(wěn)定的碳酸鈣，該碳酸鈣包括鈣-螯合劑或共軛堿以及弱酸的混合物，這樣，該碳酸鈣就被鈣-螯合劑或共軛堿以及弱酸涂覆或與之平衡。優(yōu)選碳酸鈣組合物含有六偏磷酸鈉和磷酸。
在紙張的生產(chǎn)中已采用鋁酸鈉，它主要用來替代明礬或和明礬一起用來固定膠料。業(yè)已指出，鋁酸鈉并非經(jīng)濟(jì)的pH控制化學(xué)品，因?yàn)閮H有小部分堿度可作為游離苛性堿利用，參閱佐治亞州亞特蘭大，紙漿和造紙工業(yè)股份有限公司技術(shù)協(xié)會(huì)出版的1979年保持和脫水座談會(huì)記錄中Thomas的“造紙生產(chǎn)中的鋁酸鈉”(“Sodium Aluminate in PaperManufacture”1979 Retention and Drainage Seminar Notes,publishedby Technical Association of the Pulp and Paper Industry Inc,AtlantaGa)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種特別適用于各種造紙用途的耐酸碳酸鈣組合物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)上述碳酸鈣組合物的方法。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種采用本發(fā)明的碳酸鈣組合物生產(chǎn)的具有增強(qiáng)了光學(xué)特性的紙張。
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)型的碳酸鈣，該碳酸鈣是耐酸的，因而使其能用作生產(chǎn)中性至弱酸性紙張的填料，本發(fā)明還涉及生產(chǎn)這種耐酸碳酸鈣的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種耐酸碳酸鈣組合物，該組合物包括碳酸鈣與至少約0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉以及至少約0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的一種或多種弱酸的混合物。已意外地發(fā)現(xiàn)，包含鋁酸鈉以及一定量的足以中和該組合物的弱酸，可使該碳酸鈣組合物在纖維漿體存在下比現(xiàn)有技術(shù)的酸-穩(wěn)定了的碳酸鈣組合物具有更高度的耐酸性和更長時(shí)間的pH穩(wěn)定性。在一個(gè)任選的實(shí)施方案中，該弱酸可以包括磷酸以及有機(jī)的聚合物酸的混合物。


圖1是用不同量的未經(jīng)處理的碳酸鈣組合物(稱之為un-PCC)制得的便箋紙(pads)的亮度與用不同量的耐酸沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物(稱之為ECCI-ATPCC)制得的便箋紙的亮度的比較曲線圖。
圖2是用不同量的未經(jīng)處理的碳酸鈣組合物(稱之為un-PCC)制得的便箋紙的pH與用不同量的耐酸沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物(稱之為ECCI-ATPCC)制得的便箋紙的pH的比較曲線圖。
圖3是在所希望的pH(6.5或7.0)下，“緩沖”該體系所需的不同磷酸量的比較曲線圖。
圖4是用不同量的未經(jīng)處理的沉淀碳酸鈣組合物(稱之為un-PCC)制得的便箋紙的亮度和用不同量的耐酸沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物(稱之為ECCI-ATPCC)制得的便箋紙的亮度的比較曲線圖。
圖5是用不同量的未經(jīng)處理的沉淀碳酸鈣組合物(稱之為un-PCC)制得的便箋紙的亮度和用不同量的耐酸沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物(稱之為ECCI-ATPCC)制得的便箋紙的亮度的比較曲線圖。
圖6是用不同量的未經(jīng)處理的沉淀碳酸鈣組合物(稱之為未經(jīng)處理的PCC)制得的紙張的亮度與用不同量的耐酸沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物(稱之為ECCI-ATPCC)制得的紙張的亮度的比較曲線圖。
圖7是用不同量的未經(jīng)處理的沉淀碳酸鈣組合物(稱之為未經(jīng)處理的PCC)成形的紙漿新聞紙的TAPPI亮度與用不同量的耐酸沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物(稱之為ECCI-ATPCC)成形的紙張的TAPPI亮度的比較曲線圖。
圖8是用不同量的不同形式的未經(jīng)處理的碳酸鈣組合物(稱之為Sc-PCC[偏三角面體的沉淀碳酸鈣]、Rh-PCC[正交晶的沉淀碳酸鈣])成形的紙張的亮度與用不同量的不同形式的耐酸碳酸鈣組合物(稱之為AT-Sc-PCC[耐酸偏三角面體的沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物]或AT-Rh-PCC[耐酸正交晶的沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物])成形的紙張的亮度的比較圖。
圖9是用不同量的未經(jīng)處理的正交晶碳酸鈣組合物(稱之為un-Rh-PCC)成形的紙張的亮度與用不同量的耐酸正交晶碳酸鈣組合物(稱之為ECCI Rh-ATPCC)成形的紙張的亮度的比較曲線圖。
圖10是含有1％鋁酸鈉、2％磷酸和1％聚丙烯酸的耐酸重質(zhì)碳酸鈣粉組合物與含有1％鋁酸鈉、4％磷酸和1％聚丙烯酸的耐酸重質(zhì)碳酸鈣粉組合物以及含有1％鋁酸鈉、6％磷酸和1％聚丙烯酸的耐酸重質(zhì)碳酸鈣粉組合物在180小時(shí)老化期間的pH比較曲線圖。
圖11是含有0.5％鋁酸鈉、4％磷酸和1％聚馬來酸的耐酸偏三角面體的沉淀碳酸鈣組合物與含有0.5％鋁酸鈉、6％磷酸和1％聚馬來酸的耐酸偏三角面體的沉淀碳酸鈣組合物在老化期間的pH比較曲線圖。
本發(fā)明生產(chǎn)的改進(jìn)型碳酸鈣是耐酸的，因而使其能用作生產(chǎn)中性至弱酸性紙張的填料。關(guān)于本發(fā)明的操作性，雖然不希望受到任何具體的理論約束，然而，可以認(rèn)為對本發(fā)明的碳酸鈣組合物賦予耐酸性是由于添加鋁酸鈉和弱酸而使該碳酸鈣表面失活的結(jié)果。
在本發(fā)明的實(shí)施中，使該碳酸鈣組合物變得具有耐酸性是由于在該碳酸鈣組合物中包含了至少約為0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉以及含量至少約為0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的一種或多種弱酸。在一個(gè)任選的實(shí)施方案中，該弱酸可以包括一些弱酸的混合物，其中至少一種組分來源于有機(jī)的、聚合物酸。
同樣，也不希望受到具體的理論約束，可以認(rèn)為本發(fā)明的酸-穩(wěn)定了的碳酸鈣在酸性介質(zhì)中抗分解的能力是由于該碳酸鈣的表面與鋁酸鈉反應(yīng)所致。這種表面失活作用的機(jī)理與現(xiàn)有技術(shù)的六偏磷酸鈉在碳酸鈣表面上的吸收或反應(yīng)以及所產(chǎn)生的緩沖作用不同。
用于本發(fā)明的組合物的鋁酸鈉通常是在離子羥基-或氧基-配合物中含有Al+3離子的鋁酸鹽化合物。典型的鋁酸鈉的形式在化學(xué)上表示為NaAlO2或Na2Al2O4。
鋁酸鈉的量至少為0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))，且優(yōu)選為約0.5％至約1.0％(重量，以該碳酸鈣的干重計(jì))。
所用弱堿的量至少為0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))，且優(yōu)選為約1％至約6％(以該碳酸鈣的干重計(jì))。
用于本發(fā)明的組合物中的弱酸優(yōu)選的是一種選自磷酸、偏磷酸、六偏磷酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、檸檬酸、亞硫酸、硼酸、乙酸的弱酸、及其混合物。如上所述，該弱酸可以是一些弱酸的混合物以及另一些有機(jī)的、聚合物酸例如聚丙烯酸、聚馬來酸和多羧酸、及其混合物。有機(jī)的聚合物酸通常是具有重均分子量(Mw)為750-1,000,000、由通過主共價(jià)鍵連接的有規(guī)重復(fù)單元或化學(xué)上類似的單元組成的有機(jī)聚合物。所用的弱酸的總量至少為0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))，且優(yōu)選為約1％至約8％(以該碳酸鈣的干重計(jì))。通常，將2-4％的磷酸與1-6％有機(jī)的、聚合物酸配合使用。
優(yōu)選用于本發(fā)明中的組合物包括鋁酸鈉/磷酸；鋁酸鈉/磷酸/聚丙烯酸；和鋁酸鈉/磷酸/聚馬來酸。在該弱酸是一種混合物的場合，優(yōu)選的組合物包括1％鋁酸鈉/6％磷酸/1％聚丙烯酸；以及0.5％鋁酸鈉/6％磷酸/1％聚馬來酸的組合物。
優(yōu)選采用的碳酸鈣是粉碎的，且可以是沉淀碳酸鈣(PCC)或天然粉狀石灰石(GCC)。
生產(chǎn)這種耐酸碳酸鈣的方法包括首先將該碳酸鈣的pH調(diào)節(jié)到約為11或12，然后添加至少約0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉。然后，將至少約0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的一種或多種弱酸添加到這樣生成的混合物中。最后，將所得的混合物混合足夠長的時(shí)間以確保各組分均勻地混合。
上述方法中的碳酸鈣可采取干粉或至多具有約60％(重量)固體含量的含水漿體的形式使用。
本方法中的鋁酸鈉可采取干固體或水溶液的形式使用。當(dāng)該碳酸鈣以干粉形式使用時(shí)，優(yōu)選采用鋁酸鈉的水溶液以便易于均勻地混合。在采用碳酸鈣漿體的場合，固體形式的鋁酸鈉易于溶解在其中，這樣就不必采用水溶液的形式。
在本生產(chǎn)方法中，該弱酸(或酸類)可采取純濃縮的形式或水溶液的形式使用。
通過在標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)過程中將本發(fā)明的組合物添加到紙張中，可用以改進(jìn)中性至弱酸性紙張的光學(xué)特性。通常，將本發(fā)明的碳酸鈣組合物添加到含有生產(chǎn)酸性紙張所需組分的第一種紙張配料中，從而形成第二種紙張配料。添加到該紙張配料中的碳酸鈣組合物的量取決于特定配料的具體性質(zhì)和希望在成品中達(dá)到的亮度程度。對常用的紙張配料而言，該組合物的典型用量約為成品紙重量的1％至約15％(重量)。最優(yōu)選該碳酸鈣組合物的用量約為成品紙重量的5％至約10％。
現(xiàn)將通過以下實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明，這些實(shí)施例是為了說明本發(fā)明的，且本發(fā)明絕不限于所示的具體實(shí)施方案。
實(shí)施例1用于含木質(zhì)的配料的碳酸鈣為了說明本發(fā)明的組合物在酸性pH范圍生產(chǎn)的紙張例如機(jī)制漿粕紙張和新聞紙的應(yīng)用中的實(shí)用性，用通常會(huì)遭受堿性致黑和在酸性pH下使碳酸鈣分解的含木質(zhì)的紙配料進(jìn)行了下列試驗(yàn)。試驗(yàn)Ⅰ．光亮便箋紙(brightness pads)耐酸沉淀碳酸鈣組合物(ATPCC)將1％鋁酸鈉添加到碳酸鹽漿體中。將這樣生成的含有鋁酸鈉的漿體在250rpm下混合1小時(shí)。混合結(jié)束時(shí)，添加4％的磷酸。將該漿體攪拌1分鐘，然后在沒有攪拌的情況下再老化3小時(shí)。便箋紙的成形1．不同的pH用磷酸或氫氧化鈉將該紙漿漿體(稠度0.5％)調(diào)節(jié)到所需的pH。所用的原料從南部的機(jī)械紙漿廠得到。將碳酸鈣組合物添加到該紙漿漿體中并緩和地混合(200 rpm)30分鐘。隨后，將其在950 rpm下攪拌30秒鐘。將該漿體在裝有Whatman 41濾紙的瓷漏斗中過濾。將這些便箋紙擠壓兩次并在轉(zhuǎn)鼓式干燥器中干燥。用Teledyne Micro S-5測定每張便箋紙的亮度。2．恒定的pH用氫氧化鈉或稀磷酸將該紙漿(稠度=0.5％)的pH調(diào)節(jié)到7.0或6.5。該原料與上述試驗(yàn)所用的相同。調(diào)節(jié)pH后，將已知量的碳酸鈣添加到上述配料中。定期地將5％的磷酸添加到該漿體中使pH保持恒定。將該漿體緩慢地混合，保持pH恒定1/2小時(shí)。在每次試驗(yàn)結(jié)束時(shí)記錄用來保持pH恒定的磷酸的重量。隨后，將該漿體在950rpm的高速下混合30秒鐘。將該漿體倒入并通過裝有Whatman 42無灰濾紙的瓷漏斗制成光亮便箋紙。將這些便箋紙擠壓兩次并在轉(zhuǎn)鼓式干燥器(雙通道)中干燥。再用Teledyne Micro S-5測定每張便箋紙的亮度。Ⅱ．M/K紙張成形設(shè)備M/K紙張成形設(shè)備的參數(shù)采用以計(jì)算機(jī)控制的M/K系列9000紙張成形設(shè)備造紙。該紙張成形設(shè)備由成形和壓制/干燥部分、白水再循環(huán)系統(tǒng)以及化學(xué)品和原料供給系統(tǒng)構(gòu)成。該配料包括來自南部加工廠的脫墨后再循環(huán)的新聞紙。保持該紙張的定量恒定。將80％的白紙?jiān)傺h(huán)以生產(chǎn)這種紙張。白水的pH保持恒定為6.5。這是通過將磷酸添加到白水儲(chǔ)槽中實(shí)現(xiàn)的。
按照本實(shí)施例第Ⅰ部分中所述的方法制備碳酸鈣/1％鋁酸鈉/4％磷酸組合物。Ⅲ．Herty基礎(chǔ)試驗(yàn)在第一實(shí)驗(yàn)性造紙機(jī)中進(jìn)行試驗(yàn)。該機(jī)器是常規(guī)的36”低速長網(wǎng)造紙機(jī)。該配料是通過將加拿大Wester新聞紙?jiān)旒垙S的新聞紙?jiān)僦茲{得到的。生產(chǎn)出的成品紙的定量為約45gsm。速度為175 fpm。助留劑由雙聚合物體系組成。添加速率為0.2-0.3#/Ton的Eclipse 1200和Stylus 100(#/Ton of Eclipse 1200 and Stylus 100)。造紙機(jī)運(yùn)行參數(shù)該造紙機(jī)的運(yùn)行參數(shù)列于下面的表Ⅰ中。將5％的磷酸溶液添加到造紙機(jī)盤的白水中以控制料箱的pH。
表ⅠHefty新聞紙?jiān)囼?yàn)1995年11月13-14-15日
表Ⅰ(續(xù))
該碳酸鈣的物理性能該碳酸鈣的物理性能列于表Ⅱ。
表Ⅱ填料的物理性能
按照本實(shí)施例第Ⅰ部分中所述的方法制備碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物。Ⅳ．Syracuse試驗(yàn)(紐約州立大學(xué)所屬環(huán)境科學(xué)和林學(xué)學(xué)院(StateUniversity of New York-College of Environmental Sciences andForesty))耐酸碳酸鈣組合物按照第Ⅰ部分中所述的方法制備耐酸碳酸鈣組合物。試驗(yàn)參數(shù)將來自加拿大西部的新聞紙?jiān)贐arracuda制漿機(jī)中再制漿。立即用濃硫酸將pH調(diào)節(jié)到5.0。在將該配料轉(zhuǎn)移到高稠度的儲(chǔ)槽后，再用濃硫酸將pH調(diào)節(jié)到5.0。離開該高稠度的儲(chǔ)槽后，將該紙漿在位于風(fēng)扇式泵之前的進(jìn)料槽中稀釋至低稠度。通過將0.5％的磷酸添加到風(fēng)扇式泵的前部將pH調(diào)節(jié)到所需的料箱pH。記錄備pH和過濾器水平(filterlevel)的磷酸流量。在風(fēng)扇式泵和料箱之間的“T”形接頭處添加碳酸鈣。在料箱上的接頭(tab)處測定pH。所制成紙張的定量保持約為45 gsm。成形率(formation)約為45。結(jié)果和結(jié)論Ⅰ．光亮便箋紙未調(diào)節(jié)pH在我們的首次研究中，起始的pH為6.0或7.0；但是允許偏移。有關(guān)耐酸PCC和未經(jīng)處理的PCC樣品的結(jié)果示于圖1。所有樣品亮度的增加都是相同的。這可通過觀察pH的變化加以說明。如圖2的曲線所示，所有樣品的pH均升高。該值取決于PCC的處理和含量。對機(jī)制漿粕而言，在當(dāng)量點(diǎn)約為pH 7的情況下，亮度與pH的比較曲線為典型的“S”曲線。在pH為7.5時(shí)，亮度降低到近似恒定的水平；由于所有樣品pH的偏移均大于8，因此，在所有的樣品中均觀察到堿性致黑現(xiàn)象。因此，可以得出結(jié)論必須調(diào)節(jié)體系的pH，使其不致偏移。恒定pH1．酸性組合物圖3的曲線中示出了在所需的pH(6.5或7.0)下采用不同量的磷酸“緩沖”該體系。在pH 7.0下，消耗的磷酸量約為pH 6.5時(shí)所耗用酸量的1/2。該耐酸沉淀碳酸鈣組合物(AT-PCC)比未經(jīng)處理的PCC所消耗的磷酸少。2．亮度通過分析圖4和5中的曲線可以獲得一些結(jié)論a．磷酸可賦予碳酸鈣一定程度的耐酸性。采用磷酸調(diào)節(jié)后的配料具有較高的亮度且曲線在空白亮度處相交。b．在無磷酸的體系中，達(dá)到原來的空白亮度要消耗大約4％未經(jīng)處理的偏三角面體碳酸鈣。Ⅱ．M/K紙張的成形圖6所示曲線為采用證實(shí)上述結(jié)論的M/K紙張成形設(shè)備所得的結(jié)果。含有耐酸碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物的這些樣品給出較高的亮度。Ⅲ．Herty基礎(chǔ)試驗(yàn)上述結(jié)果描繪在圖7所示曲線中。該耐酸沉淀碳酸鈣/鋁酸鈉/磷酸組合物的性能優(yōu)于未經(jīng)處理的碳酸鈣樣品。在該試驗(yàn)中所得的亮度結(jié)果與便箋紙亮度試驗(yàn)的結(jié)果類似。這兩種樣品的亮度曲線彼此平行且恢復(fù)到原來的空白亮度需要約4％未經(jīng)處理的沉淀碳酸鈣。Ⅳ．Syracuse試驗(yàn)(紐約州立大學(xué)所屬環(huán)境科學(xué)和林學(xué)學(xué)院)在pH 7.0下，示于圖8中的數(shù)據(jù)和圖9中的曲線清楚地表明兩種趨勢。該耐酸碳酸鈣組合物顯示出的亮度比相應(yīng)的未經(jīng)處理的碳酸鈣更高。
正交晶的碳酸鈣組合物顯示出某些優(yōu)點(diǎn)；然而，這些優(yōu)點(diǎn)可能起因于該配料的條件。
在pH 6.5下，處理后的正交晶的碳酸鈣樣品優(yōu)于未經(jīng)處理的正交晶的樣品。
實(shí)施例2重質(zhì)碳酸鈣粉組合物耐酸重質(zhì)碳酸鈣粉漿體可以通過添加鋁酸鈉，繼而添加弱酸例如磷酸和聚合物酸例如聚丙烯酸制得。
起初，將1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉添加到固體含量為20％的重質(zhì)碳酸鈣粉的漿體中。該碳酸鈣漿體的起始pH為8.01?；旌虾?，添加2-6％磷酸和1％聚丙烯酸(均以該碳酸鈣的干重計(jì))。經(jīng)過167小時(shí)老化后，測得如圖10所描繪的各樣品的pH曲線。對用1％鋁酸鈉/1％聚丙烯酸/4％磷酸處理后的漿體的起始pH進(jìn)行測定，其結(jié)果為5.12。經(jīng)過167小時(shí)老化后，再測定pH，結(jié)果為5.83。
實(shí)施例3偏三角面體的沉淀碳酸鈣粉組合物耐酸偏三角面體的沉淀碳酸鈣漿體可以通過添加鋁酸鈉，繼而添加弱酸例如磷酸和聚合物酸例如聚馬來酸制得。
起初，將0.5％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉添加到固體含量為19.7％偏三角面體的沉淀碳酸鈣漿體中。該碳酸鈣漿體的起始pH為8.83?；旌虾?，添加4-6％磷酸和1％聚馬來酸(均以該碳酸鈣的干重計(jì))。經(jīng)過27小時(shí)老化后，測得如圖11所描繪的各樣品的pH曲線。對用0.5％鋁酸鈉/1％聚馬來酸/4％磷酸處理后的漿體的起始pH進(jìn)行測定，其結(jié)果為5.76。經(jīng)過27小時(shí)的老化后，再測定pH，結(jié)果為6.69。
實(shí)施例4重質(zhì)碳酸鈣粉組合物耐酸重質(zhì)碳酸鈣粉漿體可以通過添加鋁酸鈉，繼而添加弱酸例如磷酸和聚合物酸例如聚丙烯酸制得。
起初，將3％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉添加到固體含量為20％的重質(zhì)碳酸鈣粉的漿體中。該碳酸鈣漿體的起始pH為8.01。混合后，添加6％磷酸和1％聚丙烯酸(均以該碳酸鈣的干重計(jì))。測定該漿體的起始pH，其結(jié)果為6.29。經(jīng)過65小時(shí)老化后，再測定pH，結(jié)果為6.74。
實(shí)施例5重質(zhì)碳酸鈣粉組合物耐酸重質(zhì)碳酸鈣粉漿體可以通過添加鋁酸鈉，繼而添加弱酸例如磷酸和聚合物酸例如聚丙烯酸制得。
起初，將1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉添加到固體含量為20％的重質(zhì)碳酸鈣粉的漿體中。該碳酸鈣漿體的起始pH為8.01?；旌虾螅砑?％磷酸和6％聚丙烯酸(均以該碳酸鈣的干重計(jì))。測定該漿體的起始pH，其結(jié)果為6.02。經(jīng)過64小時(shí)老化后，再測定pH，結(jié)果為6.59。
權(quán)利要求
1．一種耐酸碳酸鈣，該耐酸碳酸鈣包括碳酸鈣與至少約0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉以及至少約0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的一種或多種弱酸的混合物。
2．權(quán)利要求1的耐酸碳酸鈣，其中該弱酸選自磷酸，和具有選自聚丙烯酸、聚馬來酸、多羧酸的聚合物弱酸的混合物，及其混合物。
3．權(quán)利要求1的耐酸碳酸鈣，其中該弱酸是磷酸。
4．權(quán)利要求1的耐酸碳酸鈣，其中該弱酸是磷酸和聚丙烯酸的混合物。
4．權(quán)利要求1的耐酸碳酸鈣，其中該弱酸是磷酸和聚馬來酸的混合物。
5．權(quán)利要求1的耐酸碳酸鈣，其中該弱酸是磷酸和多羧酸的混合物。
6．權(quán)利要求1的耐酸碳酸鈣，其中該鋁酸鈉的含量約為1％至約6％(以該碳酸鈣的干重計(jì))。
7．權(quán)利要求1的耐酸碳酸鈣，其中該弱酸的總含量約為1％至約8％(以該碳酸鈣的干重計(jì))。
8．一種制備耐酸碳酸鈣的方法，該方法包括a)將碳酸鈣漿體的pH調(diào)節(jié)到約為11或12；b)在混合下，向其中添加至少約0.1％(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉；c)在混合下，將其用量足以使所生成的混合物的pH降低到約為7或更低的弱酸添加到b的混合物中。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該弱酸選自磷酸，和具有選自聚丙烯酸、聚馬來酸、多羧酸的聚合物弱酸的混合物，及其混合物。
10．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該弱酸是磷酸。
11．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該弱酸是磷酸和聚丙烯酸的混合物。
12．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該弱酸是磷酸和聚馬來酸的混合物。
13．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該弱酸是磷酸和多羧酸的混合物。
14．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該鋁酸鈉的含量為約1％至約6％(以該碳酸鈣的干重計(jì))。
15．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中該弱酸的含量為約1％至約8％(以該碳酸鈣的干重計(jì))。
16．一種通過添加權(quán)利要求1的組合物改進(jìn)中性至弱酸性紙張的光學(xué)特性的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)型的碳酸鈣,該碳酸鈣是耐酸的,因而使其能用作生產(chǎn)中性至弱酸性紙張的填料,還提供了生產(chǎn)這種耐酸碳酸鈣的方法。該耐酸碳酸鈣包括碳酸鈣與至少約0.1%(以該碳酸鈣的干重計(jì))的鋁酸鈉以及至少約0.1%(以該碳酸鈣的干重計(jì))的一種或多種弱酸的混合物。
文檔編號(hào)D21H17/67GK1216032SQ97193776
公開日1999年5月5日 申請日期1997年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月13日
發(fā)明者K·斯諾頓, J·M·羅德里古茨, 吳冠霆 申請人:Ecc國際有限公司