专利名称：用于造纸的改性面粉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有改善的悬浮性能的改性面粉，如特别可用于造纸的那种，以及涉及制备改性面粉的方法和其用于造纸的用途。
本发明特别适合用于在制造纸张、硬纸板或卡片纸的传统方法中和用在对此通常使用的装置中，正如它们通常已知的。特别地，本发明适合用于旧纸的制备。
在造纸中，首先制备纤维浆粥，它是一种由起始材料如纤维状组分和非必要地其它的造纸助剂形成的含水悬浮体。这种纸物料呈幅状铺展在包含脱水元件的带状筛网上。部分脱水后纸幅通过所谓的上胶压机，在其中淀粉作为用于提高待制备的纸张的断裂强度的上胶剂以含水悬浮体涂敷到该部分干燥的纸幅上。
由于淀粉是一种加工过的产品，它的获取相对比较麻烦和因此会带来相当大的成本，所以希望使用一种比较便宜的原料代替淀粉。
因此，在DE4344139中建议，用面粉例如黑麦粉代替淀粉，其中面粉挤塑进行均化和随后磨碎成粉末状产物。挤塑的目的是在用于造纸中的面粉进行必要的分散时避免发生结块。
为了保证造纸时的操作不受干扰和同时所得纸张的质量保持均匀，需要甚至经过较长的操作时间也保证用作上胶剂的含水悬浮体被稳定均匀地涂敷。为此，不应在悬浮体中发生沉降。
因此，如在造纸中例如用作上胶剂使用的面粉的含水悬浮体应该具有高的悬浮稳定性，其中粘度即使在经过较长的时间也不会发生实质改变和此外没有或基本上没有沉降发生。
DE19729272涉及基于淀粉的热塑性混合物，其中淀粉用磷酸盐尤其是三偏磷酸钠改性，和各组分的混合在引入热能和机械能的情况下优选在升高的温度和同时施加剪切力进行。这种混合可以在传统的单或双螺杆挤出机中进行。其目的是得到一种显示热塑性行为的基于淀粉的模塑组合物，使得它们使用已知的塑料加工技术就可以加工成具有足够的机械性能，例如足够强度和充分形状稳定性的模塑体。此外表明，得到的产物尤其可以用作用于纸张和波纹硬纸板的粘结材料。粘结材料用于粘合单个纸张层，如在由多个纸张层制备波纹硬纸板中所需要的。但没有发现关于适合造纸，尤其上胶的详细内容。
本发明的任务是，提供一种具有改善的悬浮稳定性的改性面粉。
特别地，本发明的任务是，提供一种具有改善的悬浮稳定性和因此尤其也适合有利地用于造纸的改性面粉。
根据本发明，上述任务通过一种含有面粉和偏磷酸钠的改性面粉而实现，其中改性的面粉可以通过将面粉和偏磷酸钠挤出而得到。
根据本发明发现，通过加入偏磷酸钠能够显著地提高面粉的悬浮稳定性。由此，面粉，特别是挤出形式的面粉，可以有利地在造纸中用作淀粉的替代品。尤其是，本发明的改性面粉适合用作上胶剂，正如传统地在造纸中经过上胶压机涂敷在纸幅上的。
偏磷酸钠的通式为Nan[PnO3n]，其中对于本发明来说n可以是3，4或5和尤其优选n＝3。偏磷酸钠在本发明中可以以市场常见的形式使用。在后面，“偏磷酸钠”也叫作“NMP”，“三偏磷酸钠”也叫作“NTP”。
根据本发明，改性的面粉通常含有0.5-5％重量的NMP，以面粉为基础，其中面粉的天然水含量不被计算在外(herausrechnen)。优选地，本发明的改性面粉含有的NMP的量为0.5-3％重量，尤其0.8-2.5％重量。
根据本发明，原则上，任意的面粉都可以使用。但是，面粉应该有尽可能高的淀粉含量。适合的例子有黑麦粉和小麦面粉。
特别优选的是黑麦粉或来自其淀粉含量和淀粉组成与黑麦相当或相近的粮食类型的面粉或者它们的混合物。优选使用黑麦粉。对于粮食面粉，可以使用通常市场可得到的面粉。
本发明的改性面粉另外可以含有水。这种水可以来自面粉的天然含量和/或在制备过程中加入的，并在最后的干燥时没有完全被去除。
在一个优选的实施方案中，改性面粉的水含量为13％重量或更少，特别是10％重量或更少，以改性面粉的含量为基础。
对于用途，本发明的改性面粉呈粒子状以粉末或颗粒存在。
一种合适的粒度是小于300微米，特别是小于300微米-约250微米。
本发明改性面粉的制备优选通过用挤出机混合各组分进行。根据一个优选的实施方案，使用双螺杆挤出机。对此，将组分面粉和NMP本身和/或完全或部分地相互混合而加入到挤出机。对于挤出，通常还可以添加水。在此，水含量根据需要而确定。适合的水含量一般为10-50％重量，以面粉的含量为基础。水含量优选为20-40％重量和尤其是20-35％重量。
挤出温度一般是高于65℃，由此在面粉中含有的淀粉被充分糊化和从而基本上变得可溶。
得到的挤出物根据需要进行常见的进一步加工，例如冷却、干燥和粉碎到适当的粒度。为此，可以使用对于加工步骤通常已知的手段。
本发明的改性面粉可以作为淀粉的替代品用在造纸用的上胶剂中。对此，由本发明的改性面粉制备合适浓度的水性悬浮体，然后可以用于造纸中。
对于在上胶压机中的应用，含有本发明的改性面粉的水性悬浮体的粘度为小于100mPa，由此悬浮体可以充分流动。在较高的粘度下，由于流动性不足，悬浮体会从上胶压机抛射出。
根据要制备的纸张的类型，可以向悬浮体中加入对于造纸已知的其它添加剂，但只要它们不会受到挤出条件的损害，在挤出的过程中也可以是已经加入到本发明的面粉中。常见添加剂的例子是染料、助剂、填料、助留剂等。
下面，对本发明的试剂的制备根据实施例进行详细说明。
在操作实施例时，使用传统的黑麦粉815型和可根据商品名Rhodia-PH-05-M1-EMPIP-HOS-STP/D得到的三偏磷酸钠。对于所有实施例，使用外壳直径(Gehaeusedurchmesser)L/D20的Buehler公司的双螺杆挤出机BCTG，在其上游连接Buehler公司的预调节器。
面粉和三偏磷酸钠经过预调节器输送到挤出机。一部分水同样经过预调节器输送和另一部分直接加入挤出机。三偏磷酸钠作为与一部分面粉混合的粉末混合物添加。相应的量和工艺条件从后面的表1中得到。挤出温度为约200℃和物料压力约33巴。
得到的挤出物干燥和其平均粒度为约250微米-300微米。
为研究悬浮体的粘度变化和沉降性能，从得到的已经冷却和研磨的挤出物借助棒混合机制备一种6％的悬浮体，其中挤出物的水含量当然不用考虑。悬浮体的温度调节到60℃。粘度然后在100转/分钟(rpm)下以Brookefield RV-DVIII测量仪器的转子1测量。
在此，粘度在悬浮体混配之后立即测量和在24小时之后测量。另外，在24小时之后测量沉降性。结果示于表2。
如表2所示，粘度基本保持不变，表明没有沉降。
这些结果清楚地表明，通过加入三偏磷酸钠改善了悬浮体中面粉的稳定性，和在放置较长时间时也可以避免沉降。
权利要求
1.改性面粉，含有面粉和偏磷酸钠Nan[PnO3n]，其中该改性面粉可通过挤出面粉和偏磷酸钠而得到。
2.根据权利要求1的改性面粉，其特征在于在通式中的n为3、4或5。
3.根据权利要求1或2的改性面粉，其特征在于面粉是黑麦粉。
4.根据权利要求1-3任一项的改性面粉，其特征在于改性面粉的水含量不超过13％重量，以改性面粉为基础。
5.根据权利要求1-4任一项的改性面粉，其特征在于改性面粉含有1-2％重量的偏磷酸钠和不超过13％重量的水，其中该改性面粉可通过在加入水的条件下挤出面粉和偏磷酸钠而得到。
6.制备根据权利要求1-5任一项的改性面粉的方法，其特征在于面粉与偏磷酸钠和水一起进行挤出。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于用于挤出而加入的水含量为10-50％重量，以面粉为基础。
8.根据权利要求6或7的方法，其特征在于使用黑麦粉作为面粉。
9.含有偏磷酸钠的改性面粉的用途，用于造纸。
10.根据权利要求9的用途，其特征在于面粉是黑麦粉。
全文摘要
本发明涉及含有偏磷酸钠Na
文档编号D21H17/00GK1761707SQ200480007691
公开日2006年4月19日 申请日期2004年5月21日 优先权日2003年6月4日
发明者F·普吕施克, S·维特, J－P·马琴斯基 申请人:米尔·龙吟根有限及两合公司