造纸中改进脱水效率、提高纸片湿纸幅强度、提高纸片湿强度和增强填料保持力的方法

摘要

本发明提供了一种在造纸方法中改进脱水效率、提高纸片湿纸幅强度、提高纸片湿强度和增强填料保持力的方法。所述方法通过用防止填料材料粘附至排水助剂或湿纸幅强度助剂或湿强度助剂的材料涂覆至少一些填料颗粒来改进那些添加剂的效率。排水添加剂或湿纸幅强度添加剂或湿强度助剂将纤维素纤维紧紧保持在一起，而不会浪费到填料颗粒上。

说明书

背景技术

本发明涉及在造纸过程中改进脱水效率、提高纸片湿纸幅强度、提高纸片湿 强度和增强填料保持力的方法。通常，在造纸过程中，在湿部中加入化学品以帮 助浆料脱水、提高保持力和改善湿纸幅强度或干纸幅强度。造纸工艺的湿部是指 造纸工艺中纤维以浆料形式分散到水中的阶段。然后纤维-水浆料经过排水装置和 脱水工艺，形成湿纸幅。该湿纸幅形成工艺之后的固体含量为约50％。进一步干 燥湿纸幅并形成纸垫(papermat)的干片。纸垫包括水和固体，且一般含4％至8％的 水。纸垫的固体部分包括纤维(通常为纤维素类纤维)，并且还可包括填料。

填料是在造纸工艺期间被添加到纸垫以增强所得纸张的不透明性和反光性的 矿物颗粒。在美国专利第7,211,608号中描述了填料的一些实例。填料包括用来增 加不透明性或亮度、减少孔隙率或降低纸或纸板片的成本的无机颗粒和有机颗粒 或颜料。填料的一些实例包括下列中的一种或多种：高岭土、滑石、二氧化钛、 氢氧化铝、硫酸钡、氢氧化镁、颜料(例如碳酸钙)等。

碳酸钙填料采用两种形式：GCC(研磨碳酸钙)和PCC(沉淀碳酸钙)。GCC是天 然存在的碳酸钙岩石，而PCC是合成生产的碳酸钙。因为PCC具有更大的比表面 积，所以PCC具有更强的光散射性能并且为所得纸张提供更好的光学性能。然而， 由于同样的原因，PCC填充的纸垫所生产的纸张在干强度、湿强度和湿纸幅强度 上弱于GCC填充的纸张。

填料通常比纤维要小得多，因此，填料具有比纤维大得多的比表面积。人们 发现提高纸片中填料含量的挑战之一是高填料含量降低了湿部化学品的效率，例 如脱水助剂、湿纸幅强度助剂和湿强度助剂的效率。本发明要提供新的填料预处 理，以使其降低填料表面上湿部化学品的吸附，从而提高湿部化学品(例如脱水助 剂、湿纸幅强度助剂和湿强度助剂)的效率。

纸张湿纸幅强度对于纸张生产商非常关键，因为提高的纸张湿纸幅强度会增 加机器的运行性并减少纸片断裂和机器停机时间。纸张湿纸幅强度是纸垫的交织 纤维之间形成的键的数量和强度的函数。具有较大表面积的填料颗粒更可能与那 些纤维结合，并影响那些键的数量和强度。因为PCC填料的表面积较大，所以PCC 填料比GCC更多地影响了那些键。

纸张脱水效率对于纸张生产商也非常关键，因为湿纸幅中脱水效率的降低会 增加干燥操作中对蒸汽的需求，降低机器速度和生产效率。广泛使用脱水助剂来 改进脱水效率，以降低能耗、提高机器速度和生产效率。

发明内容

为了满足上文确定的长期但未解决的需要，本发明的至少一个实施方式涉及 一种包括填料的造纸方法，所述方法包括以下步骤：提供填料颗粒的共混物、至 少一种排水添加剂或湿纸幅强度添加剂或湿强度助剂、和纤维素纤维储料，

在缺乏纤维素纤维储料的情况下用物质组合物处理所述填料颗粒，

将所述填料颗粒与所述纤维素纤维储料组合，

用至少一种湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水添加剂处理所述组合，以 及

由所述组合形成纸垫，

其中至少10％的所述填料颗粒为沉淀碳酸钙，且至少10％的所述填料颗粒为 研磨碳酸钙(GCC)，所述纤维素纤维储料包括多种纤维素纤维和水，且所述物质组 合物增强所述纸垫中湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水添加剂的性能。

并且其中利用旋转掺混装置将至少一些所述物质组合物添加至所述填料，所 述装置具有分配头，其通过驱动器旋转，布置于含有所述填料颗粒的浆料的容器 中，并且与旋转平面交接(associatedwith)，且所述分配头沿着围绕旋转轴的其周长 具有分布式出口，所述组合物从分布式出口通入到所述浆料和混合叶片，其特征 在于所述出口形成为开口，并且所述混合叶片形成为横向延伸至所述旋转平面且 具有等于所述浆料的管的内径的至少一半的长度的条带；

并且向所述分配头递送所述组合物以用于将所述组合物掺混至所述填料浆 料。

另外的特征和优势在本文描述，且从以下具体描述中将显而易见。

附图说明

以下通过具体参照附图来详细描述本发明，其中：

图1为用于将本发明供料至填料颗粒的浆料的设备的截面图示。

图2为用于将本发明供料至填料颗粒的浆料的设备的截面图的分解图。

为了本公开的目的，除非另外指出，否则附图中相同的附图标记应指的是相 同的特征。附图仅为本发明的原理的示例并且不旨在使本发明限于所示的特定实 施方式。

具体实施方式

本发明的至少一个实施方式是制造包括填料的纸的方法。在本发明的至少一 个实施方式中，造纸方法包括以下步骤：产生PCC和GCC的填料共混物，其中 PCC占填料质量的至少10％并且GCC占填料质量的至少10％，用涂料预处理至少 一些填料颗粒，所述涂料降低湿纸幅强度添加剂或排水助剂或湿强度助剂与填料 颗粒之间的粘附，以及将填料共混物和湿纸幅强度添加剂或排水助剂或湿强度助 剂加入纸垫中。

已知将湿纸幅强度添加剂或排水助剂或湿强度助剂加入纸垫中会增强所得纸 张的湿纸幅强度或增强排水或改进机器速度和运行性或增强纸片湿强度。在美国 专利7,125,469、7,615,135和7,641,776中描述了湿强度助剂、湿纸幅强度添加剂 和排水助剂的一些实例。

不幸的是，实践中并未加入大量湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助剂 以补偿纸垫中大量填料引起的弱化。一个原因是因为那些添加剂很昂贵，并且使 用大量添加剂会导致商业上不可行的生产成本。此外，加入过多添加剂对造纸方 法有负面影响并且抑制各种形式的造纸设备的可操作性。而且纤维素纤维仅能吸 收有限量的湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助剂。这对可使用多少添加剂 造成限制。造成这样的一个原因是因为湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助 剂易于中和阴离子纤维/填料电荷，并且当这些电荷被中和时，那些添加剂的进一 步吸收受到抑制。

向纸垫中加入填料也降低了湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助剂的效 率。那些添加剂易于包覆填料颗粒。存在的填料颗粒越多，包覆填料颗粒的添加 剂越多，因此可用于将纤维素纤维结合在一起的湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂 或排水助剂变少。因为存在一个可加入的湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水 助剂的最大量，所以更多的填料总意味着更少的有效强度添加剂。用PCC的该效 果比GCC更明显，因为PCC的更大的表面积比GCC涂覆更多的添加剂。

在本发明至少一个实施方式中，用物质组合物预处理至少一些填料颗粒，以 至少部分防止湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助剂粘附至填料颗粒。预处 理希望用物质组合物完全涂覆一些或全部的一种或多种填料颗粒。或者，预处理 希望将物质组合物仅涂布至一部分的一种或多种填料颗粒，或者希望完全涂覆一 些填料颗粒并将物质组合物仅涂布一部分的一些其它颗粒。在至少一个实施方式 中，用美国专利第5,221,435号所述的至少一些物质组合物进行预处理，并且具体 为其中所述的带阳离子电荷物质。在至少一个实施方式中，用美国专利第6,592,718 号所述的二烯丙基-N,N-二取代的卤化铵-丙烯酰胺共聚物进行预处理。

虽然预处理填料颗粒是本领域已知的，但是预处理填料颗粒的现有技术方法 不涉及影响湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助剂与填料颗粒的粘附。实际 上，许多现有技术预处理增加了强度添加剂与填料颗粒的粘附。例如，美国专利 第7,211,608号描述了使用疏水性聚合物预处理填料颗粒的方法。然而，该预处理 对强度添加剂与填料颗粒之间的粘附不起作用，并且仅排斥水以抵消强度添加剂 所吸收的过量水。相反，本发明降低了湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助 剂与填料颗粒之间的相互作用，导致纸强度、纸片脱水和机器运行性的预料不到 的增加。

当比较给定纸的抗张强度对填料占生产给定纸所用的纸垫的总固体部分的百 分数时，结果清楚地表明在没有添加湿强度助剂63700(临时的湿强度助剂)的情况 下纸片具有极弱的湿强度。Velox(接触印像纸)可显著增加纸片湿强度。单独的填 料预处理不增加纸片湿强度。然而，填料预处理进一步增强velox性能，这导致更 高的纸片湿强度。

当比较给定纸的湿纸幅抗张强度对填料占生产给定纸所用的纸垫的总固体部 分的百分数时，增加填料含量和降低纸张湿纸幅强度之间是线性关系。在没有加 入纳尔科脱水助剂(湿纸幅强度助剂)63700时，纸片具有很差的湿纸幅强度。通过 使用纳尔科脱水助剂63700可显著改进纸片湿纸幅强度。单独的填料预处理对纸 张湿纸幅强度几乎没有影响。然而，填料预处理能进一步增强纳尔科脱水助剂 63700的性能，并且通过较低灰分含量的填料预处理可实现额外20％的湿强度改 进。对于较高灰分含量，63700的性能甚至增强大于20％。这是因为针对填料颗粒 的强度添加剂的效率降低通过填料预处理得以缓解。

本发明涵盖的至少一些填料是公知且可商购的。它们包括用于增加不透明性 或亮度、减少孔隙率或降低纸或纸板片的成本的任何无机或有机颗粒或颜料。最 常用的填料是碳酸钙和粘土。然而，滑石、二氧化钛、氢氧化铝、硫酸钡和氢氧 化镁也为合适的填料。碳酸钙包括呈干燥或分散浆料形式的研磨碳酸钙(GCC)、白 垩、任何形态的沉淀碳酸钙(PCC)以及呈分散浆料形式的沉淀碳酸钙。通常使用聚 丙烯酸聚合物分散剂或聚磷酸钠分散剂来产生GCC或PCC的分散浆料形式。这些 分散剂各自赋予碳酸钙颗粒明显的负电荷。高岭土浆料也使用聚丙烯酸聚合物或 聚磷酸钠分散。

在至少一个实施方式中，处理的物质组合物是美国专利6,592,718中所述的物 质组合物的任意一种或组合。具体地，其中详细描述的任何AcAm/DADMAC共聚 物组合物适合用作处理物质组合物。AcAm/DADMAC共聚物组合物的实例为来自 伊利诺伊州内珀维尔(Naperville,Illinois)的纳尔科公司的产品#Nalco-4960(下文 称为4690)。

处理的物质组合物可为促凝剂。本发明涵盖的促凝剂是公知且可商购的。它 们可为无机或有机的。代表性的无机促凝剂包括明矾、铝酸钠、聚氯化铝或PAC(也 称作氯化羟铝、羟铝基氯化物和聚羟基氯化铝)、硫酸化的聚氯化铝、聚硅酸硫酸 铝、硫酸铁、氯化铁等和它们的共混物。

适用于处理物质组合物的一些有机促凝剂通过缩聚形成。该类型的聚合物的 实例包括表氯醇-二甲胺(EPI-DMA)、EPI-DMA氨交联的聚合物。

适用于处理物质组合物的其它促凝剂包括二氯乙烯和氨的聚合物、或者添加 或不添加氨的二氯乙烯和二甲胺的聚合物、多官能胺(例如二乙撑三胺、四乙撑五 胺、己二胺等)与二氯乙烯的缩聚物、以及由例如三聚氰胺甲醛树脂的缩合反应制 成的聚合物。

适用于处理物质组合物的其它促凝剂包括带阳离子电荷的乙烯基加成聚合 物，例如(甲基)丙烯酰胺、二烯丙基-N,N-二取代的卤化铵、二甲基氨基乙基甲基 丙烯酸酯及其季铵盐、二甲基氨基乙基丙烯酸酯及其季铵盐、甲基丙烯酰胺基丙 基三氯甲烷化铵、二烯丙基甲基(β-丙酰氨基)氯化铵、(β-甲基丙烯酰氧基乙基)三 甲基铵甲基硫酸盐、季铵化聚乙烯基内酰胺、乙烯基胺、和已反应生成Mannich 或四元Mannich衍生物的聚合物、共聚物和三聚物。优选的季铵盐可使用氯甲烷、 硫酸二甲酯或苄基氯来制备。三聚物可包括阴离子单体，例如丙烯酸或2-丙烯酰 氨基2-甲基丙烷磺酸，只要聚合物上全部电荷是阳离子的即可。包括乙烯基加成 和缩合的这些聚合物的分子量范围从低至几百至高至几百万。优选地，分子量范 围应从约20,000至约1,000,000。在至少一个实施方式中，通过描述为用于预处理 填料颗粒的适合物质组合物的所述物质组合物中的一种、一些或全部任意的组合 来进行预处理。

在至少一个实施方式中，湿强度助剂或湿纸幅强度添加剂或排水助剂与适用 于处理填料颗粒的物质组合物携带相同的电荷。当两者携带相同电荷时，填料添 加剂将湿强度助剂、湿纸幅强度添加剂或排水助剂吸附到其表面上的可能性较低。 本发明涵盖的湿强度助剂、湿纸幅强度添加剂或排水助剂包括美国专利4,605,702 和美国专利申请2005/0161181A1中所述物质组合物中的任何一种，特别是其中所 述的各种乙醛酸化的丙烯酰胺/DADMAC共聚物组合物。乙醛酸化的丙烯酰胺 /DADMAC共聚物组合物的实例为产品#纳尔科63700(由伊利诺伊州内珀维尔的纳 尔科公司生产)。另一个实例是含胺的聚合物，包括丙烯胺/丙烯酰胺共聚物和聚乙 烯基胺；再一个实例是聚酰胺-聚胺-表氯醇(PAE)。

在至少一个实施方式中，所用的填料为PCC、GCC和/或高岭土。在至少一个 实施方式中，所用的填料为含聚丙烯酸聚合物分散剂的PCC、GCC和/或高岭土或 它们共混物。湿强度添加剂或湿纸幅强度助剂或排水添加剂相对于固体纸垫的比 例可为每吨纸垫3kg添加剂。

在至少一个实施方式中，至少一些的填料颗粒使用旋转掺混装置预处理。旋 转掺混装置包括分配头，其被构造且布置成当其将处理化学品分散至填料颗粒时 将旋转。在至少一个实施方式中，旋转掺混装置是美国专利5,993,670中所述的设 备。该装置可使(多种)絮凝剂液体掺混至工艺料流，其中通过驱动器旋转的分配头 布置于填料颗粒的浆料可流过的管/管道中，且与旋转平面交接，并且所述分配头 沿着围绕旋转轴的其周长具有分布式絮凝剂出口和混合叶片，并且与絮凝剂液体 递送管道连接。

在至少一个实施方式中，本发明还涉及使用掺混絮凝剂液体的装置，其通过 活性剂和水的混合物形成并且将其n份加入至100份的填料浆料，其中将絮凝剂 液体加入至100份的含有必要量的活性剂的浆料。

存在这样的情况，当用于掺混的装置在填料浆料流的方向上位于递送泵或离 心机的下游时，其对絮凝剂液体与填料的彼此混合可得到良好的结果。然而，当 不是这种情况且当掺混装置未能实现絮凝剂液体与填料的令人满意的混合时，存 在值得注意的多种情况。在上述类型的已知装置(DE-054029824)中，絮凝剂出口 形成为孔或喷嘴，并且每个混合叶片形成为轴颈样(journal-like)突起，其中混合叶 片和出口的尺寸在横向于旋转平面的方向上相比于填料浆料流的宽度非常小。在 一些情况下，用这种装置获得的絮凝剂液体与浆料的掺混是不充分的，即，所加 入的絮凝剂液体不能充分均匀地分布于装置后方的浆料流中并且不以对于令人满 意的絮凝所需的量被包含于浆料中。

因此，本发明的目的为上述类型的装置，利用该装置可实现更好的絮凝剂液 体与浆料的掺混。根据实现该目的的本发明的装置的特征在于，絮凝剂出口形成 为狭槽并且混合叶片形成为条带，其横向延伸至旋转平面且具有等于浆料流的宽 度的至少一半的长度。

在至少一个实施方式中，利用旋转装置添加仅一种、一些或所有在预处理工 艺中加入的化学品。

在至少一个实施方式中，装置的分配头的构造允许实现絮凝剂液体在浆料中 改善的掺混和分布。絮凝剂液体以宽条带的形式从每个狭槽排出，随后的混合叶 片在与旋转方向相反的方向上插入狭槽中，并且狭槽沿着其边缘牵拉絮凝剂液体， 以模糊的条带形式通过浆料。将絮凝剂液体递送通过狭槽，以中断的湍流形式进 入浆料中，并且狭槽和条带在旋转方向上一个接一个布置。根据料流或分配头的 直径实现狭槽和叶片的长度的标注尺寸。

在至少一个实施方式中，絮凝剂狭槽和条带状叶片可在浆料流的方向上和基 本上垂直于浆料流的方向上延伸。本发明的另一个实施方式是可能的，其中混合 头的旋转轴以与浆料流成角度延伸。然而，一般来说，混合头的旋转平面基本上 在浆料流的方向上延伸。

每个狭槽由例如两个或更多个成行布置的狭槽部分构成。然而，当每个狭槽 沿着其全部长度是连续的时，这是特别有效且有利的。这防止堵塞和絮凝剂液体 的不希望的高排出速度。

每个条带状混合叶片例如沿着其长度以梳状形式分布成放射状切口。然而， 当每个条带状混合叶片在其全部长度上是连续的时，这是特别有效且有利的。这 改善条带状混合叶片的刚度且改善混合方向。

每个出口狭槽的横截面可沿着其长度改变以用来控制出现的絮凝剂液体的 量。沿着其长度朝中间观看时，当每个出口狭槽的横截面增加时，这是特别有效 且有利的。当狭槽横向于料流方向延伸时利用出口狭槽的这种形状，因为在浆料 管中间的浆料比在侧面的多。在均匀的狭槽宽度下，实现将絮凝剂均匀地递送至 浆料中。

在至少一个实施方式中，形成絮凝剂液体的出口的狭槽具有例如7mm至9mm 的宽度。在时间单位内递送的絮凝剂液体的量越多，狭槽越宽，而在时间单位内 递送的絮凝剂液体的量越少，狭槽越窄。

当每个条带状混合叶片的边缘在与浆料管的内轮廓大致平行的方向上延伸， 形成在其间的空隙时，这是特别有效且有利的。在径向上延伸的延长的条带状混 合叶片改善掺混操作。然而，空隙应保留在混合叶片与浆料管道之间，空隙要足 够大以允许存在于浆料中的石块通过。

该空隙是特别重要的，并且当条带状混合叶片横向于料流延伸时空隙较大。 当条带状混合叶片横向于料流延伸时，在旋转轴的方向上的空隙优选地比在横向 于旋转轴的方向上的空隙小。

当可以改变分配头驱动器的旋转的方向时，获得本发明的特别有效且有利的 实施方式。在根据本发明的装置中，混合叶片相对较大或相对于浆料管横截面突 出，使得如果分配头在相同方向上旋转很长时间，则存在被硬块堵塞以及纤维或 丝线聚积的危险。在相反方向上的旋转防止此类堵塞和聚积。

例如，在两个混合叶片之间可提供一个、两个和/或更多个絮凝剂出口。然而， 当出口狭槽和条带状混合叶片在旋转方向上交替时，这是特别有效且有利的。这 也改善了掺混工艺。在分配头上，在旋转方向上提供两个或更多个出口狭槽以及 两个或更多个条带状混合叶片。

当在分配头的区域内浆料管的内横截面类似于浆料管的其它内横截面时，这 是进一步特别有效且有利的。根据本发明的装置因而消除了浆料管的狭窄以及与 其相关的浆料的流速的增加。分配头已经形成可用于浆料的横截面的更大狭窄。

当分配头形成为圆柱形管状截面和/或当分配头的外径至少等于0.4的浆料管 内径时，这是特别有效且有利的。这简化了构造并且改善了分配头的刚度，其中 出口狭槽和条带状混合叶片的形状表示对分配头刚度的增加的要求。

当分配头通入可旋转支撑的连接管中时，形成本发明的特别有效且有利的实 施方式，所述连接管向远离浆料管的方向延伸并且其连接于驱动器和絮凝剂液体 递送管道，并且进一步设置有入口且可旋转支撑于连接室中，而絮凝剂液体递送 管道向连接室敞开。将絮凝剂液体递送至可旋转的分配头的这种方式允许确保连 接管的刚度增加以及其用简单器件的支撑。由于条带状混合叶片和浆料管的“碎石” 协作，这在根据本发明的装置中变得可能。

为了使递送(多种)絮凝剂液体通过出口狭槽令人满意，可用于(多种)絮凝剂液 体的流横截面是非常重要的。在本发明的一个实施方式中，所有出口狭槽一起具 有比絮凝剂液体的前面的流横截面小的横截面。入口的整个横截面不小于递送管 道中和连接管中的流横截面。分配头中和连接管中的流横截面是类似的。连接管 在密封连接室中的布置能够优化絮凝剂液体的流横截面。

止回阀布置于絮凝剂液体递送管道中时，当在止回阀前面的絮凝剂液体未受 到压力时，例如当絮凝剂液体泵未运转时，浆料可进入出口狭槽中，这是特别有 效且有利的。当来自絮凝剂液体泵的絮凝剂液体不再受到压力时，连接室中的密 封件和轴承保持用絮凝剂液体润滑。

当分配头以700转/分钟至2,500转/分钟，优选1,000转/分钟至2,000转/分钟 的旋转速度驱动时，获得本发明的特别有效且有利的实施方式。在这种相对高的 旋转速度下，絮凝剂液体于浆料中的所需的改善的掺混和分布发生。在旋转速度 太低(低于500转/分钟)时，絮凝剂液体的条带或料流停止。然而，高速度需要太 高的费用以实现所需效应。在上述类型的已知装置(DE-054029824)中，可用的絮 凝剂贮存于储液器中。向呈液体或粉末形式可用的絮凝剂加入新鲜水以获得约1％ 的絮凝剂母液是进一步已知的(DE-053901292)。然后将絮凝剂母液在填充站与4 体积份至10体积份的补充水混合，以获得呈所谓商业溶液形式的絮凝剂。将这种 絮凝剂以加入至浆料的填料浆料的量的18％至20％的量加入，即，将约20份的呈 絮凝剂形式的絮凝剂液体加入至100部分的填料颗粒。在此，含絮凝剂的浆料(即 条件填料)含有1/6的通过掺混额外加入的絮凝剂液体而加入的液体。

在已知应用中，对于絮凝剂的额外处理要使用大量水，这是昂贵的。对于处 理，除了用于获得母液的装置之外，还需要用于获得商业溶液的装置，这导致与 装置相关的额外费用以及与装置驱动相关的额外费用。递送絮凝剂及其水直至它 们与浆料混合，并且递送需要能量，这是昂贵的。必须将絮凝剂的水组分连同浆 料一起递送至压滤机，通过压滤机，最终再次纯化。因此，在已知应用中，额外 增加的费用与絮凝剂液体中所含的水相关。

因此，本发明的目的是改善上文所述的工艺以省去与使用絮凝剂液体或增加 其水含量相关的费用。根据本发明，通过设计上述的根据本发明的装置以使对于 100吨填料浆料需要提供最多3吨的絮凝剂液来体实现这个目的。

已发现，使用根据本发明的装置的分配头允许在未消除掺混至浆料的絮凝剂 液体的效果的情况下省去絮凝剂液体的水组分。然而，在已知应用中为了用预定 量的添加剂实现预定效果，大量的水组分是必需的，当使用本发明装置时则这不 是必需的。可在非常大的程度上减少絮凝剂液体的水组分，以使相应地省去与水 含量相关的费用。当所需的水越少时，需要泵送的水越少，则需要纯化的水就越 少。

可以在不申明解释正确的情况下，如下解释通过本发明实现的改善的效果： 本发明装置的混合叶片的特定形状在很大程度上破碎浆料的填料浆料颗粒，并且 所得的破碎的块形成敞开的裂隙。絮凝剂出口的特定形状确保絮凝剂液体采用大 表面遮盖(veil)的形状，其覆盖刚敞开的裂隙以使填料和絮凝剂的混合加强。根据 本发明的絮凝剂液体已经以精细分布的状态掺混使得不必将添加剂进一步稀释于 大量水中，即，不必增加絮凝剂液体的水组分。因此，根据本发明的特定有效且 有利的实施方式，将絮凝剂液体用作母液，其中添加剂在单一步骤中与水混合。 在该实施方式下，省去了用于进一步与水混合的额外站点。

现在参考图1和2，显示在至少一个实施方式中，该装置可安装于携带填料 浆料的管道/管1上，填料浆料在箭头2的方向上流过管道/管1。该装置可借助于 延长的凸缘3安装于浆料管1上，并且包括从凸缘3凸出的连接室4。分配头6从 连接室4延伸到浆料管1中，并且通过在室4的相反端设置且形成为电动机的驱 动器7旋转。絮凝剂液体管道8向室4敞开，并且止回阀9位于管道8中。分配 头6形成出口狭槽10并且携带混合条带状叶片(11)。

套筒14支撑连接管15在从驱动器7延伸的轴外伸部12中，并且在连接室4 的端壁中，设置有轴向面密封件16，轴外伸部13通过轴向面密封件16延伸。连 接管15具有多个延长的进口17，絮凝剂通过进口17从连接室流入连接管中。连 接管15通过设置于凸缘3中的滑动轴承套筒(plainbearingsleeve)5向连接室4凸 出，其中管状分配头6构成管线15的必需部分(integralpart)。分配头6与用虚线 指定的旋转平面18交接。每个混合叶片11形成弧形边缘19，其相对于圆形横截 面的浆料管1将狭槽20限定在叶片的相应位置中。

参考以下实施例可更好地理解上述内容，下列实施例是为了说明而呈现的， 并不旨在限制本发明的范围。

实施例1

1(i)填料预处理：

从造纸厂得到填料颗粒的共混物。共混的填料为50％PCC和50％100％GCC 的混合物。用自来水将该填料共混物稀释至20％固体含量。将200mL稀释的填料 共混物放入500mL的玻璃烧杯中。在加入促凝剂之前搅拌至少30秒。搅拌器是 EUROSTAR数字顶置型混合器，带有R1342、50mm的四叶片螺旋桨(都是购自北 卡罗莱纳州威尔明顿的IKAWorks公司)。在初始的30秒混合之后，在800rpm搅 拌下缓慢加入促凝剂溶液。使用的促凝剂溶液是4690。基于干填料重量，促凝剂 的剂量为1kg/吨。在800rpm下继续搅拌直至加入所有的促凝剂。然后将搅拌速度 升高至1500rpm，搅拌1分钟。

1(ii)填料的使用：

通过粉碎市售漂白硬木干盖板(hardwooddrylap)来制备配料。将50％PCC和 50％GCC的混合物加入到浆化的配料中以得到纸片中的不同填料含量。用200ppm 的纳尔科61067作为助留剂。为了进行预处理评价，在填料加入到配料中以前用 纳尔科促凝剂4690预处理填料混合物。在手抄纸制备过程中，加入3kg/吨的纳尔 科63700来改善纸片湿纸幅强度。我们尝试通过测量纸片湿纸幅强度来评价填料 预处理对63700的压制脱水性能的影响。通过在60℃下控制相同的压力水平，将 手抄纸压到某一固体含量(50％)，记录在1000RPM的剪切力下在水中使湿纸片完 全断裂所需的时间，以比较纸片湿纸幅强度，认为湿纸幅强度间接反映了压制脱 水。结果表明加入63700能显著改善纸片湿纸幅强度。在较低的灰分含量下，填 料预处理能进一步提高纸片湿纸幅强度20％。对于较高的灰分含量，63700的性能 甚至高于20％。

实施例2

运行机器试验，其中造纸机以900米/分钟的机器速度制备GAB300。提供组 合物，其中的纤维素纤维是14％MXW；3％涂覆的废纸；17％SOW；12％未涂覆的 废纸；44％DIP和10％ONP。配料还包含GCC。在试验过程中，包括15/吨纳尔科 压制脱水助剂(pressdewateringaid)63700、助留剂、上浆剂和阳离子淀粉的所有的 湿部添加剂保持恒定。

1)填料保持力的增强：

将4690从0.5kg/吨(基于填料)逐渐增加到2kg/吨。发现随着4690向填料管中 的加入，在线灰分含量逐渐升高。显然，通过填料预处理，得到了从15.6％到16.3％ 的0.7个灰分点的升高。历史上，对于同一级别的生产，不使用纳尔科63700时， 记录的DCS灰分含量为约12％。应指出的是，灰分含量的增加仅仅由填料层片(ply) 促成。所以，填料层片中灰分含量的增加应当为约1.4％，因为填料层片构成终产 物定量(basisweight)的一半。FPAR从70％升高到75％，这能够解释为什么最终灰 分含量得到了显著增强。

2)蒸汽压的降低

还发现通过填料处理降低了预干室的蒸汽压。从上午10:30到下午2:00，蒸 汽压从2.15巴逐渐慢降低至2巴。即使将第一压制部的压制压力和第二压制部的 压制压力分别从550和600降低至470和580，蒸汽压还是仅仅回到2.05。

在试验过程中，在填料预处理约1小时以后，灰分含量从约15.6％升高到 16.3％，然后在相同水平上保持几个小时。另一方面，蒸汽压保持下降几个小时， 直至降低压制负载。这似乎表明蒸汽减少不仅仅是由于灰分含量的升高。并且， 该试验中蒸汽需求的降低仅仅来源于填料层片，因为4690仅仅用到了该层片上， 所以单独靠灰分含量升高引起的总蒸汽减少应该较少。因此，结果表明填料预处 理能够增强63700作为压制脱水剂(pressdewateringagent)或湿纸幅强度助剂的性 能。

本领域普通技术人员应了解，所有前述方法还可以用于包括其它非纤维素类 纤维材料的纸垫，包括纤维素类和非纤维素类纤维材料的混合物、和/或合成的纤 维类材料的纸垫。

在不背离权利要求书中定义的本发明的原理和范围的情况下，可以对本文描 述的本发明的组合物、操作和方法的配置进行改变。虽然可以以许多种不同的形 式来实施本发明，但是本文详细描述了本发明的特别优选的实施方式。本公开是 本发明原则的范例并且不旨在使本发明限于所示的特定实施方式。此外，本发明 包括本文描述的各种实施方式的一些或全部的任何可能组合。在本申请中或在任 何引用的专利、引用的专利申请或其它引用的材料中任何地方所提及的所有专利、 专利申请和其它引用材料据此通过引用整体并入。此外，本发明还预期排除任何 引用材料的一种、一些或所有组合物、方法、成分、部件或其它部分的实施方式。

以上公开为说明性的而不是穷尽性的。对于本领域普通技术人员来说，本说 明书将暗示许多变化和可选方案。所有这些可选方案和变化包括在本权利要求书 的范围内，其中术语“包括”意指“包括，但不限于”。那些熟悉本领域的人员可认识 到本文描述的具体实施方式的其它等同物，这些等同物也涵盖在本权利要求书中。

这里完成了本发明的优选和可选实施方式的描述。本领域技术人员可认识到， 本文描述的具体实施方式的其它等同物，这些等同物涵盖于所附权利要求书中。