制备光学增亮纸的方法 本发明涉及通过用光学增亮填料组合物处理浆料悬浮液而制备光学增亮纸的方法。
高亮度是纸张和纸板制品的所需性能。造纸工业最重要的原材料是浆料，其自然地吸收蓝光，并且因此颜色是微黄色的且赋予纸张灰暗的外观。在造纸工业中使用光学增亮剂以通过吸收最大波长为350-380nm的紫外光且将转换为最大波长为440nm的可见蓝光而补偿对蓝光的吸收。
三嗪基胺基茋型光学增亮剂已通过施涂至浆料或至纸张表面而几乎被专用于增亮纸张。然而，众所周知，此类型的增亮剂的耐光性几乎等于差至中等，或“蓝羊毛度(blue wool scale)”为1-约30(参见“OptischeAufheller-neuere Erkenntnisse zu Eigenschaften und Verhalten im Papier”，F.Müller，D.Loewe和B.Hunke，见Wochenblatt für Papierfabrikation1991，6，191-203页)。因此，存在保护光学增亮纸在光中不变黄的需要。
为了提供具有高耐光性的光学增亮纸，通常认识到，必须使用除了三嗪基胺基茋型增亮剂以外的增亮剂，具体而言，通常用于光学增亮织物的增亮剂，例如苯并噁唑、萘二甲酰亚胺、三唑基香豆素或三嗪基芘型的增亮剂。然而，这种增亮剂通常昂贵得多，并且仅能困难地施涂至浆料或施涂至纸张表面。
EP-A-801 700通过描述使用光学增亮的聚丙烯腈粉末以制备用于纸张的白色涂料泥釉而克服了这些问题中的一些。优选的光学增亮剂是通常用于在织物上提供高耐光性的例如三唑基香豆素或苯并噁唑型的光学增亮剂。使用这种涂料泥釉制备的纸张显示出具有高耐光性的优异的增白效果。然而，不存在关于该方法可通过较经济的浆料施涂来制备光学增亮纸的建议。
因此，经济地使用织物增亮剂以制备光学增亮纸是一个困难的问题，尚未发现对该问题的满意的解决方案。
令人惊讶地，现已发现，通过用包含精细的光学增亮塑料纤维的填料组合物处理浆料悬浮液，以经济地方式获得了具有高耐光性的光学增亮纸。
因此，本发明的目的是用于光学增亮纸张的方法，其中将包含光学增亮塑料纤维的填料组合物添加至浆料悬浮液中。
所述纤维优选可由聚酯、聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺制成。最优选纤维由聚酯制成。
纤维具有1-10分特的细度且被切割为0.1-1mm的长度，优选它们具有1-2分特的细度及0.2-0.6mm的长度。
聚酯纤维的制备是众所周知的，并且描述于例如“Handbook of FiberChemistry”，Menachem Lewin，1998年由Marcel Dekker出版，第18页中。
光学增亮聚酯的制备同样是众所周知的，并且描述于例如GB835,898和EP-A-1 379 585中。
基于本发明的目的，纤维优选用式(1)-(4)的化合物光学增亮：
其中在式(1)中
R1-R8彼此独立地为氢、C1-C20-烷基或式-COOR9的基团，其中R9为氢、C1-C20-烷基或苯基，或R1-R8为式-SO2R10的基团，其中R10为氢、C1-C10-烷基或C1-C10-羟基烷基，并且A为茋、萘、亚苯基、亚噻吩基或亚联苯基或所述化合物的混合物。
更优选的光学增亮剂是式(1)的化合物，其中R1-R8彼此独立地为氢或C1-C4-烷基，并且A为茋、萘、亚苯基、亚噻吩基或亚联苯基。
最优选的光学增亮剂是式(1)的化合物，其中R1-R8彼此独立地为氢或甲基，并且A为茋。
光学增亮塑料纤维含有10-500ppm，优选20-250ppm的光学增亮剂。
浆料可以是用于造纸的任何常规浆料，例如石磨木浆料、热机械浆料、化学热机械浆料、半化学浆料、亚硫酸盐浆料或牛皮纸浆料或它们的混合物。
一般而言，浆料悬浮液用基于干浆料重量2-60wt％，优选10-40wt％的本发明填料组合物来处理。
可以干的形式或优选以含水分散液的形式将填料组合物添加至浆料悬浮液中。添加分散剂，特别是在EP-A-964 015中所描述类型的适当分散剂可能是有用的。最后，在常规造纸机的金属筛网上形成、压制和干燥纸张。
本发明还提供了根据本方法制造的光学增亮纸，并且其包含基于干浆料重量的2-60wt％，优选10-40wt％的本发明填料组合物。
光学增亮纸张还可含有通常在造纸工业中使用的其它添加剂。这种添加剂的实例包括上浆剂(例如松香、淀粉、烷基乙烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐)、增湿强用树脂(例如聚胺基酰胺-表氯醇树脂)、保持及排水助剂(例如聚氯化铝、聚二烯丙基二甲基氯化铵)及遮光染料。
以下实施例进一步用于举例说明。除非相反指出，所有份数及所有百分比均以重量计。
实施例
将由已知方法制成的含有0.014％比例为约30:50:20的结构5a-c的光学增亮剂混合物的细度为1.7分特且切割成0.5mm的5份聚酯纤维与0.025份分散剂(PSM，可商购自Clariant)及1000份水搅拌5分钟，以形成0.5％的光学增亮纤维分散液。
然后将x份0.5％的光学增亮纤维分散液添加至(1000-x)份已打成35°的Schopper-Riegler打浆度的漂白桦木和云杉木浆料的50:50混合物的搅拌的0.5％含水悬浮液中。随后通过经由金属筛网汲取分散的悬浮液而制造纸片。在经压制和干燥后，光学增亮纸含有5％(x＝50)-30％(x＝300)的光学增亮聚酯纤维，其等于7ppm-42ppm的光学增亮剂含量。
以经校准的Minolta 3270D分光光度计测量每一纸片的R457亮度。
通过将纸张暴露于Xenotest装置中而进行加速老化实验。以70、140和280小时的间隔进行R457亮度测量。以列表(表1)及图形(图1)形式将结果展示在下文中。
表1
纸张中增亮纤维％ 暴露前R457亮度 70h后R457亮度 140h后R457亮度280h后R457亮度082.683.684.385.9584.085.085.386.31086.186.686.688.01588.088.688.689.32089.089.589.390.12591.091.691.391.73091.492.091.892.3
图1：曝光280小时对含有5-30％光学增亮聚酯纤维的纸张的R457亮度的影响
从结果清楚可见，本发明提供了具有高耐光性的光学增亮纸，另外的优势在于光学增亮剂的令人惊讶的低浓度(7-42ppm)是得到高度亮度所需要的。
对比例
对比例1：增亮的聚酯纤维
如在实施例中制造含有25％(x＝250)光学增亮聚酯纤维的纸片。
对比例2：未增亮的浆料
如在实施例中制造纸片，但未添加光学增亮聚酯纤维。
对比例3：未增亮的聚酯纤维
如在实施例中制造纸片，但含有25％(x＝250)未增亮的聚酯纤维而替代光学增亮聚酯纤维。
对比例4：未增亮的聚酯纤维及光学增亮剂(5a-c)
如在实施例中制造纸片，但含有25％(x＝250)未增亮的聚酯纤维，及单独向1000份0.5％纤维含水悬浮液中添加的0.000175份比例为约30:50:20的结构(5a-c)的光学增亮剂的混合物而完全替代光学增亮聚酯纤维。
对比例5：未增亮聚酯纤维及光学增亮剂(6)
如在实施例中制造纸片，但含有25％(x＝250)的未增亮聚酯纤维及单独向1000份0.5％纤维含水悬浮液中添加的0.004份结构(6)的光学增亮剂而完全替代光学增亮聚酯纤维。
如在实施例中进行加速老化实验。以列表(表2)及图形(图2)形式将结果展示在下文中。
表2
对比例暴露前R457亮度 70h后R457亮度 140h后R457亮度280h后R457亮度 192.193.092.992.7283.885.686.587.5385.387.087.788.5485.587.187.888.4597.590.588.787.5
图2：曝光280小时对纸张的R457亮度的影响
对比例证明本发明的优势在于提供了具有优异耐光性的明亮纸张。
清楚可见，与添加未增亮的聚酯纤维(对比例3)相比，添加光学增亮的聚酯纤维(对比例1)提供更加明亮的纸张。同样清楚的是，光学增亮剂必须引入到聚酯纤维中而非单独添加(对比例4)。虽然单独添加三嗪基胺基茋型的光学增亮剂(6)提供了特别明亮的纸张，但所述纸张的耐光性是差的(对比例5)。