形成水性纖維素 造紙配料，使配料濾出以形成片以及干燥所述片。形成造紙配料、濾出和干燥的步驟可以以 本領(lǐng)域技術(shù)人員一般已知的任何常規(guī)方式來進(jìn)行。造紙過程還可包括制漿階段（即，由木 質(zhì)纖維素原材料制造紙漿）和漂白階段（即，對紙漿進(jìn)行化學(xué)處理以提高亮度）。
[0026] 在上述定義或本申請其他地方陳述的描述與通常使用的、字典中的或通過引用并 入本申請中的資料中所陳述的意思（明確的或暗示的）不一致的情況下，本申請和權(quán)利要 求術(shù)語特別地應(yīng)理解為根據(jù)本申請中的定義或描述來解釋，而不應(yīng)根據(jù)常用定義、字典定 義或通過引用并入的定義來解釋。鑒于以上內(nèi)容，在術(shù)語僅能通過字典理解的情況下，，如 果術(shù)語由Kirk-OthmerEncyclopediaofChemicalTechnology，第 5 版，（2005)，（Wiley， John&Sons，Inc.出版）定義，則該定義將控制該術(shù)語在權(quán)利要求書中的定義方式。
[0027] 本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案是穩(wěn)定的二氧化硅膠體，其分散相微粒的表面積為約 700m2/g至約1100m2/g并且SiO2固體含量重量百分比為約百分之10至百分之30,優(yōu)選百 分之15至約百分之25。分散相微粒與現(xiàn)有技術(shù)微粒的不同在于經(jīng)歷了改善其穩(wěn)定性的分 離過程。
[0028] 膠體二氧化硅除含二氧化硅分子之外還包含多種物質(zhì)的組合物，連續(xù)相的載體流 體和有助于膠體維持的添加劑如乳化劑或絮凝劑。這些顆粒包括鹽離子、酸和堿，其用于產(chǎn) 生含二氧化硅化合物和/或調(diào)節(jié)其以維持膠體狀態(tài)。然而，一旦成為膠體，則這些殘留部分 中的大部分為不再需要并且在一定程度上損害膠體穩(wěn)定性的雜質(zhì)。因此，至少部分移除所 述雜質(zhì)有助于減少雜質(zhì)與含二氧化硅化合物上的硅烷醇基團(tuán)之間的反應(yīng)性。
[0029] 在至少一個實(shí)施方案中，分離過程是僅部分移除雜質(zhì)。雖然一些雜質(zhì)傾向于與硅 烷醇基團(tuán)反應(yīng)或者促進(jìn)與硅烷醇基團(tuán)反應(yīng)，但是其也傾向于介導(dǎo)終止和破壞相鄰含二氧化 硅化合物上的硅烷醇-硅烷醇反應(yīng)。因此，通過從膠體體系中移除一些而不是全部雜質(zhì)來 實(shí)現(xiàn)精細(xì)平衡。
[0030] 分離可通過本領(lǐng)域已知的任何形式的分離來實(shí)現(xiàn)。在至少一個實(shí)施方案中，分離 方法是在過濾_稀釋條件下進(jìn)行的超濾方法。多種雜質(zhì)的尺寸如此小使得其僅可利用超濾 技術(shù)來移除。遺憾的是，如可在所提供的實(shí)施例中看到的，將超濾過程應(yīng)用于膠體產(chǎn)生了較 不穩(wěn)定的膠體。這是因?yàn)殡姾善胶猸h(huán)境導(dǎo)致其與連續(xù)相的載體流體相比較慢地解離并流到 過濾膜中。因此，必須向連續(xù)相中添加額外的流體以幫助移除。
[0031] 在至少一個實(shí)施方案中，應(yīng)用至膠體的不同的過濾和稀釋應(yīng)用同時進(jìn)行、順序進(jìn) 行、和/或以不同的過濾和稀釋速率進(jìn)行。在至少一個實(shí)施方案中，稀釋具有初始固體％的 穩(wěn)定膠體使得固體％降低30%至80%。然后，濃縮/過濾膠體直至固體百分比恢復(fù)至初始 固體％的10%之內(nèi)。然后，再次稀釋膠體以降低30%至80%。最后，再次過濾膠體以實(shí)現(xiàn) 比初始固體％大30%至80%的重量％，其與初始固體％下相比不太可能凝膠化并且其未 較不穩(wěn)定。在至少一個實(shí)施方案中，微粒的表面積大于7〇〇m2/g。
[0032] 在至少一個實(shí)施方案中，膠體中存在的帶電雜質(zhì)的移除程度可通過測量在進(jìn)行任 何過濾或濃縮步驟之前和之后膠體的電導(dǎo)率來完成。因?yàn)槎喾N雜質(zhì)是離子的，所以雜質(zhì)移 除應(yīng)與降低的電導(dǎo)率相對應(yīng)。在至少一個實(shí)施方案中，進(jìn)行雜質(zhì)移除直至膠體體系的電導(dǎo) 率為 4000yS/cm至 7000yS/cm為止。
[0033] 在至少一個實(shí)施方案中，所移除雜質(zhì)中的至少一種是在基于尾料的形成過程期間 進(jìn)入膠體中的一種或更多種物項(xiàng)（item)。這些雜質(zhì)物項(xiàng)包括但不限于堿金屬鹽如基于鉀 的鹽或基于鈉的鹽，以及酸或酸性殘余物和酸衍生物。在基于尾料的過程中，在規(guī)定時間中 形成初始組合物（稱為"尾料")，向其中添加活性二氧化硅（通常為硅酸或聚硅酸的形式） 源。尾料可由規(guī)定比率的水、多種可商購硅酸鹽或堿水玻璃中的任意一種、和酸和/或其對 應(yīng)鹽構(gòu)成?；谖擦系男纬蛇^程的詳細(xì)實(shí)例為：
[0034] (a)形成尾料，其中所述尾料包含水、堿金屬硅酸鹽和酸（和/或其對應(yīng)鹽），在所 述堿金屬硅酸鹽中Si(V^Na2OSK2O的摩爾比大于約I: 1且小于約15 : 1，其中所述尾 料的pH為至少10,其中所述堿金屬硅酸鹽和酸最初以按重量計至少63 : 1的比率存在，其 中所述尾料的溫度低于100°F;
[0035] (b)向初始組合物中添加水性硅酸組合物，同時使組合物的溫度維持低于 100°F，所述水性硅酸組合物的SiO2含量通常在約5. 0重量％至約7. 2重量％的范圍中， 其中緩慢并連續(xù)地添加所述水性硅酸組合物直至約一半或約四分之三的硅酸組合物被添 加至初始組合物中為止；
[0036] (c)在約10分鐘至約35分鐘的時間段中，使組合物的溫度由低于100°F增加到 約115°F至約125°F，并維持該溫度直至所有硅酸組合物的添加完成為止；
[0037] (d)任選地，使組合物的溫度在低于125°F下維持約1小時；以及
[0038] (e)停止加熱；以及
[0039] (f)任選地從所得組合物中移除水直至所得水溶膠的基于SiO2的固含量為至少約 7. 〇〇重量％。
[0040] 可用于基于尾料的過程的酸可以是任意多種有機(jī)酸或無機(jī)酸。這些酸的實(shí)例包括 但不限于：無機(jī)酸如鹽酸、磷酸或硫酸，或者如二氧化碳的物質(zhì)。有機(jī)酸包括但不限于：乙 酸、甲酸和丙酸。合適的鹽的實(shí)例包括：硫酸鈉、乙酸鈉、硫酸鉀、乙酸鉀、磷酸三鈉和磷酸一 氫鈉。
[0041] 一旦制備好尾料，就使組合物的溫度降低至85°F或更低，通常至80°F或更低， 并且通常在60°F至85°F的范圍中。在這一點(diǎn)上，向組合物中緩慢添加硅酸或聚硅酸， 例如，經(jīng)約4小時的總時間添加。適用于本發(fā)明的硅酸可通過本領(lǐng)域的已知方法來制備， 例如堿水玻璃稀溶液的陽離子交換。通常，該稀溶液包含基于310 2的3. 0重量％至9. 0重 量％，通常5. 0重量％至7. 2重量％，并且優(yōu)選6. 0重量％至6. 8重量％的固體。美國專利 3, 582, 502和2, 244, 335中概括了代表性的商用制備。雖然堿金屬硅酸鹽與酸的重量比率 可改變，但是該比率通常為至少63 : 1。在攪拌下向組合物中緩慢連續(xù)地添加硅酸或聚硅 酸直至約一半至約四分之三的硅酸或聚硅酸被添加到組合物中，同時維持組合物的溫度低 于85°F，通常為約60°F至85°F。然后，緩慢升高組合物的溫度至115°F至125°F， 例如，經(jīng)10至35分鐘的時間，并在向組合物中添加剩余部分的硅酸或聚硅酸完成之前使其 維持在該溫度范圍中。
[0042] 如美國專利6, 486, 216所述，可對基于尾料的膠體二氧化硅進(jìn)行濃縮，并且其在 最終膠體產(chǎn)物包含約7. 00重量％至約16. 8重量％的SiO2之前保持穩(wěn)定。但是，如果將尾 料過程中需要的各種組分移除一定量使得雜質(zhì)-硅烷醇反應(yīng)性降低并且硅烷醇-硅烷醇反 應(yīng)性不增加，則可制備具有較高重量％的膠體。
[0043] 在至少一個實(shí)施方案中，所移除雜質(zhì)的至少一種是基于樹脂的形成過程期間進(jìn)入 膠體中的一種或更多種物項(xiàng)。這些雜質(zhì)物項(xiàng)包括但不限于陽離子交換材料、弱酸和基于堿 金屬的鹽。在基于樹脂的形成過程中，陽離子交換樹脂，優(yōu)選弱酸陽離子交換樹脂用于引發(fā) 堿金屬硅酸鹽反應(yīng)以產(chǎn)生膠體二氧化硅。所述反應(yīng)通過聚合期間的添加速率和堿金屬硅酸 鹽與離子交換樹脂之比來控制以產(chǎn)生膠體二氧化硅。膠體二氧化硅產(chǎn)物的熱處理是任選 的。
[0044] 基于樹脂的形成方法的詳細(xì)實(shí)例包括以下步驟：
[0045] (a)向反應(yīng)容器中裝入陽離子交換樹脂，其具有其在氫形態(tài)下的離子交換能力的 至少40%，其中所述反應(yīng)容器具有用于分離過程期間形成的膠體二氧化硅與離子交換樹脂 的裝置；
[0046] (b)向反應(yīng)容器中裝入水性堿金屬硅酸鹽，其5102與堿金屬氧化物的摩爾比在約 I: 1至約15 : 1的范圍中并且pH為至少10.0;
[0047] (c)攪拌反應(yīng)容器的內(nèi)容物直至容器內(nèi)容物的pH在約8. 5至約11. 0的范圍內(nèi)為 止；
[0048] ⑷使用額外量的堿金屬硅酸鹽將反應(yīng)容器內(nèi)容物的pH調(diào)節(jié)至高于約10. 0 ;以及
[0049] (e)將所得的本發(fā)明膠體二氧化硅與離子交換樹脂分離同時將膠體二氧化硅從反 應(yīng)容器中移除。
[0050] 反應(yīng)可通過聚合期間的添加速率（例如，0至30分鐘，通常小于15分鐘）和堿金 屬硅酸鹽與離子交換樹脂之比來控制以產(chǎn)生膠體二氧化硅。陽離子交換樹脂中的氫離子與 堿金屬硅酸鹽中的堿金屬離子的摩爾比為40至100%，優(yōu)選50至100%。在本發(fā)明的該 替代實(shí)施方案中，膠體二氧化硅形成期間的溫度一般為50°F至100°F，優(yōu)選70°F至 90°F。在本發(fā)明過程的該實(shí)施方案中，膠體二氧化硅產(chǎn)物的熱處理（即，后處理）是任選 的。步驟（d)中的pH調(diào)節(jié)可在反應(yīng)容器中或者在將所得膠體二氧化硅從反應(yīng)容器中移除 之后進(jìn)行。該pH調(diào)節(jié)通常在步驟（e)完成后10分鐘至3小時內(nèi)進(jìn)行。
[0051 ] 在至少一個實(shí)施方案中，分離步驟導(dǎo)致膠體的固體％含量增加了多至25 %而沒有 穩(wěn)定性、S值和/或顆粒表面積的任何對應(yīng)損失或損害。在至少一個實(shí)施