[发明专利]改性无机颗粒在脱墨中的应用

说明书

本申请为以下申请的分案申请：申请日为2007年1月8日，申请号为200780002182.4，其发明名称为改性无机颗粒在脱墨中的应用。

相关申请

本申请是2006年1月9日提交的U.S.S.N.11/328,485（审查中）的部分继续申请，并要求其优先权。

技术领域

本发明涉及印刷废纸的脱墨方法。更具体地，本发明涉及使用疏水改性无机基材作为油墨采集体以在脱墨过程中产生高质量和高产率的脱墨纸浆(deinked pulp)。相关的专利分类号可包括162（造纸和纤维分离）、510（用于固体表面的清洁组合物、其辅助组合物、或制备该组合物的方法）、106（组合物：涂料或塑料）和/或210（液体提纯或分离）。

背景技术

造纸工业近几十年来已经实践了废纸回收以再生造纸中可用的纤维素纤维。在这些方法中，使用合适的脱墨组合物从废纸浆中去除油墨。通过控制脱墨过程，再生工厂能够影响纸的特性，例如亮度，并能够改善用于造纸的纤维素纤维的可用性。

脱墨由一系列复杂的化学和物理工序组成。这些工序包括但不限于油墨脱离、油墨分散、油墨采集、油墨转移以及从废纸浆去除油墨。在回收操作中，上述各微工序对表面和界面都有不同的要求，使废纸得以高效地和有效地脱墨并产生高质量纸。

通常，应用两种不同的方法分离油墨和与油墨相关的实体，以便在再浆化后产生脱墨纤维。这两种方法是浮选法脱墨(flotation deinking)和洗涤法脱墨(wash deinking)。通常，方法包括浮选法和洗涤法脱墨这两者，并可以称为组合脱墨方法。对于洗涤法、浮选法和组合脱墨方法，成功脱墨背后所需的化学和物理要求不同。

更具体地，浮选/洗涤组合脱墨是指如下脱墨方法，其中，在纸浆经过洗涤阶段之前由脱墨组合物释放的油墨首先经过回收工序中的浮选装置或浮选机使与纤维素纤维分离。或者，洗涤/浮选组合脱墨是指如下脱墨方法，其中，在纸浆经过浮选阶段之前由脱墨组合物释放的油墨首先经过回收工序中的洗涤装置使与纤维素纤维分离。另一方面，洗涤法脱墨是指如下脱墨方法，其中，由脱墨组合物释放的油墨在洗涤阶段与纤维素纤维分离。

浮选法与洗涤法从根本上不同。此区别部分在于油墨尺寸和疏水性对于有利的分离是重要的。去除油墨的浮选法一般涉及使气泡经过含有分散的纤维素纤维的水性体系，该纤维素纤维往往通过再浆化方法产生。在所得的再浆化纤维素纤维浆中含有在再浆化之前、期间或之后加入的添加剂。当气泡在纤维浆中升起并由此带有油墨颗粒时，它们产生富含油墨的泡沫，该油墨随后在浮选机中被去除。通常有利于浮选脱墨体系的泡沫量是能够通过撇沫、倾析或其它方式控制的量，且该量传递高浓度的油墨，同时使其它固体（例如废弃的纤维）的量最小化。

浮选法脱墨通常使用与洗涤法不同的表面活性剂，因为对浮选法脱墨有利的表面性质和油墨颗粒尺寸与洗涤法脱墨所需的不同。可以用于浮选脱墨方法的传统的非离子表面活性剂的例子包括，脂肪醇、烷基酚、脂肪酸和链烷醇酰胺的烯化氧加合物。这些非离子表面活性剂脱墨剂可以单独使用，或彼此组合使用，还可以掺合非烷氧基化脂肪酸和非烷氧基化脂肪醇。浮选法脱墨传统上依赖于高pH纸浆液使得以从纤维去除油墨并促进打浆机漂白添加剂的有效利用。

洗涤法脱墨通常要求细分散的油墨。油墨和纤维在整个浆液中均匀分布，尽管形成泡沫或气泡，然而形成泡沫或气泡都不是特别需要的。洗涤法的目的是将油墨从纤维中释放到水性介质中，然后将纤维与水性介质分离。因此，洗涤方法包括使油墨去除水性介质中的次级纤维的再浆化(优选在低泡沫条件下进行)，由此理想地机械地和/或化学地从纤维中去除油墨（和其它非纤维素污染物，如果存在的话）。再浆化步骤通常在稀释和/或筛选之后进行。本领域技术人员已知一些在洗涤法脱墨中能成功改变界面特性的表面活性剂。然而，这些表面活性剂也将油墨改性为利于洗涤性为利于洗涤方法的亲水分散状态。

洗涤和浮选方法均依赖于表面活性剂的适当应用。依赖于表面活性剂分子的亲水和疏水部分的相对贡献和特征，表面活性剂与油墨的相互作用将随着油墨颗粒为洗涤目的而呈现亲水性或为浮选而呈现更疏水性而改变。洗涤表面活性剂和浮选表面活性剂的相反性质可导致组合脱墨体系的不足。用于洗涤的脱墨机理与用于浮选的完全不同，因此它们需要使用具有不同特性的脱墨组合物。