TW202536274A

TW202536274A - 含矽酸鈣混合物的鹼性紙製品

Info

Publication number: TW202536274A
Application number: TW113138494A
Authority: TW
Inventors: 路易斯斐拉茲; 約翰內斯克里茲英格; 麥可波爾
Original assignee: 瑞士商歐米亞國際公司
Priority date: 2023-10-13
Filing date: 2024-10-09
Publication date: 2025-09-16
Also published as: WO2025078438A1

Abstract

本發明係關於一種包含三種矽酸鈣礦物之混合物的紙填料，該等礦物為鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石；包含該紙填料之紙製品；以及該紙填料作為鹼性紙填料於紙製品中之用途。

Description

含矽酸鈣混合物的鹼性紙製品

紙製品之生產每年要消耗數百萬噸木纖維原料。然而，人們對保護森林資源、防止全球變暖及減少能源消耗的意識正在迅速增強。因此，回收及再利用大量產生之紙類廢料的市場正在不斷增長。一般而言，廢紙之回收涉及透過一系列視所用再循環製程而定的不同步驟將紙漿纖維與紙張之其他組分，尤其是礦物填料、印刷油墨等分離。因此，再循環產生可用作造紙過程中之再循環原料的紙漿纖維，以及在脫墨製程中作為一部分被移除的包含組分混合物之材料（其典型地稱為脫墨污泥）。然而，該等脫墨污泥典型地經焚化且隨後以飛灰形式掩埋。

此外，眾所周知，再循環製程中產生之紙漿懸浮液的pH值典型地會隨時間推移而下降。在再製漿製程期間，澱粉（作為添加劑添加以用於改善紙張特性）水解成葡萄糖且為細菌提供豐富的營養基礎。細菌代謝產生諸如乙酸之脂肪酸，該等脂肪酸導致製程水酸化（pH值下降），從而產生鈣離子（Ca ²⁺），且細菌代謝亦增加了水硬度。此等陽離子與纖維之陰離子表面電荷相互作用且引起電荷中和及黏性沉積物之積聚。此等降低了陽離子濕端添加劑，諸如內部上漿劑及助留劑之有效性。因此，可能無法達到產品規格，可能需要更大量的添加劑，且機器停機時間可能增加。鑒於此，典型地根據基於添加氫氧化鈉、添加殺生物劑及/或添加CaO/Ca(OH) ₂之概念控製造紙過程中pH值的下降。然而，由於使用此等添加劑及用於製備再循環材料之其他材料涉及安全風險，因此需要提供一種安全且經濟上可行的pH控制概念。

由於矽酸鈣具有高鹼度，因此其可具有抗微生物活性且可用作紙填料，該紙填料具有高孔隙度的表面結構及大的比表面積，此可使紙製品具有較高不透明度及亮度。該等矽酸鈣可以不同組成物形式存在於經焚化之脫墨污泥的飛灰中。因此，使資源之利用及廢料之再利用最大化係造紙過程中之製程效率及循環度的關鍵。

在此項技術中，已提出了若干種使用矽酸鈣或飛灰之方法，且該等方法包括在紙製品生產中使用矽酸鈣或飛灰。舉例而言，WO9628517A1涉及一種包含纖維素纖維及複合粒狀材料之紙，該複合粒狀材料包含灰分之無機礦物材料之內部部分及碳酸鈣之外部部分。無機礦物材料可包含由焚化廢紙的脫墨殘餘物而獲得之灰分。JP2008025088A涉及一種中性紙，其為松厚紙（bulky paper）。在該中性紙中用汞細孔計法測定，中性紙包含0.3重量%至20重量%的含有矽酸鈣之粒子作為填料，該矽酸鈣具有花瓣片之聚集形式。US5660900A係關於一種包含澱粉及無機聚集物之經澱粉黏合之多孔基質的製品，該經澱粉黏合之多孔基質包含：基於澱粉之黏合劑，其實質上已藉由水膠化，且隨後藉由蒸發移除了大量的水而發生硬化；及分散於整個經澱粉黏合之多孔基質中之無機聚集物，其濃度以經澱粉黏合之多孔基質內的總固體之重量計在約20%至約90%範圍內，其中經澱粉黏合之多孔基質具有小於約1 cm的厚度且在長期暴露於水之後會發生降解。CN102433795A涉及一種造紙填料，其特徵在於該填料為活性矽酸鈣。活性矽酸鈣可由飛灰作為原料製成且藉由預處理方法製備，該方法包含向具有50℃至100℃之水溫的熱水中添加活性矽酸鈣，充分攪拌且使其溶解於乳液中。US6139960A係關於一種礦物填料，其包含：經乾燥處理之飛灰，其包含約5-60重量%氧化鋁、約0.5-60重量%氧化鈣、約5-30重量%氧化矽、約0.5-15重量%氧化鎂及約0.1-10重量%二氧化鈦。KR20130017453A涉及一種用於增強廢紙之光學特性的方法，其藉由使用紙污泥灰之原位高載量PCC合成方法同時合成PCC及廢紙來實現。

鑒於前述內容，在此項技術中仍需要一種有效且高效的紙填料，其可用於生產紙製品，具體言之再生紙製品。更精確而言，需要一種由焚化脫墨污泥獲得之紙填料，該紙填料為自其製備之紙製品，具體言之再生紙製品提供鹼性特性，且因此提供足夠的pH控制。

因此，本發明之目標為提供一種用於紙製品之紙填料。本發明之另一目標為提供一種用於具備鹼性特性之紙製品的紙填料。較佳地，紙填料由焚化脫墨污泥獲得且如此係源自紙張再循環製程。本發明之另一目標係，較佳將紙填料與回收紙漿纖維組合使用，且如此，紙填料係源自紙張再循環製程。

本發明之此等及其他目標可藉由本發明紙填料、包含紙填料之紙製品以及紙填料作為鹼性紙填料於紙製品中之用途來解決。

根據本發明之一個態樣，提供一種紙填料。該紙填料包含三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以該填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石。

本發明之第二態樣係關於一種紙製品，其由本文中所定義之紙填料以及包含紙漿，較佳原生紙漿及/或自紙及/或紙板回收獲得的回收紙漿的造紙配料製備。

本發明之第三態樣係關於本文所定義之紙填料之用途，其作為鹼性紙填料用於紙製品，較佳再生紙製品，更佳盒用紙板（carton board），諸如經塗佈或未經塗佈之盒用紙板；或箱用紙板（container board），諸如襯紙、瓦楞紙及雙面紙（dual paper）。

本案發明人出人意料地發現，該紙填料為自其製備之紙製品提供鹼性特性。此外，可減少或避開基於使用添加劑，諸如氫氧化鈉、殺生物劑及/或CaO/Ca(OH) ₂控製造紙過程中pH的下降之概念。此外，紙填料可由焚化脫墨污泥之飛灰獲得，且另外可與自紙張及/或紙板回收獲得之回收紙漿組合使用。因此，本發明紙填料及/或紙製品最大限度地利用了資源，且因此提高了造紙過程中之製程效率及循環度。

本發明之有利具體實例可見於對應附屬申請專利範圍中。

在本發明之任一態樣的一個具體實例中，紙填料包含三種矽酸鈣礦物之混合物，經X射線繞射測定，其總量為以填料之總重量計≥0.3 wt.-%，較佳0.3至60 wt.-%。

在本發明之任一態樣之另一具體實例中，經X射線繞射測定，三種矽酸鈣礦物之混合物包含： i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為30:1至1:2，較佳20:1至1.2的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及/或 ii）[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鎂黃長石，及/或 iii）[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:5，較佳3:1至1:3的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。

在本發明之任一態樣之又一具體實例中，紙填料之Ca含量在X射線螢光量測中以CaO形式測定為以填料之總重量計≥50 wt.-%，較佳20至70 wt.-%。

在本發明之任一態樣的一個具體實例中，藉由使用雷射繞射系統量測，紙填料之體積中值粒度 d ₅₀在0.8至6.0，較佳1.0至3.0範圍內。

在本發明之任一態樣之另一具體實例中，紙填料進一步包含一或多種選自包含以下之群的組分：方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物。

在本發明之任一態樣的又一具體實例中，紙填料包含石灰，經X射線繞射測定，其量以填料之總重量計為＞3至30 wt.-%，較佳4至30 wt.-%。

在本發明之任一態樣之一個具體實例中，紙填料由在至少800℃，較佳至少850℃之溫度下焚化回收白紙之脫墨污泥獲得，該回收白紙較佳來自紙巾、超級壓光紙或新聞紙。

在本發明之任一態樣之另一具體實例中，紙填料為鹼性紙填料。

在本發明之紙製品之一個具體實例中，紙填料以紙製品之總重量計以0.3至10 wt.-%範圍內之量存在。

在本發明之紙製品之另一具體實例中，經X射線繞射測定，紙製品包含以紙製品之總重量計≤10 wt.-%，較佳≤5 wt.-%之量的石灰。

在本發明之紙製品的又一具體實例中，紙製品 i）具有7.9或更高之表面pH值，較佳8.0或更高之pH值，且最佳8.1或更高之表面pH值，及/或 ii）當在水中浸濕時，產生9.4或更高之水pH值，且較佳9.5或更高之水pH值。

在本發明之紙製品之一個具體實例中，紙製品為再生紙製品，較佳為盒用紙板，諸如經塗佈或未經塗佈之盒用紙板；或箱用紙板，諸如襯紙、瓦楞紙及雙面紙。

在本發明之紙製品之另一具體實例中，紙製品當使用微波圍爐在850℃±10℃下焚化時，經X射線繞射測定，具有以該紙製品之總重量計在＞3至40 wt.-%，較佳4至40 wt.-%範圍內的石灰含量。

出於本發明之目的，術語「回收紙漿（recycled pulp）」應理解為係指源自紙張及/或紙板回收，亦即源自已經受再循環方法之紙張及/或紙板廢棄物的紙漿。因此，回收紙漿較佳獲自消費者產生之「消費後紙張及/或紙板廢棄物」。替代地，回收紙漿可獲自工業中或製造紙製品期間產生之「工業後紙張及/或紙板廢料」。回收紙漿可為纖維之混合物，但其亦可包括僅一種纖維。此外，回收紙漿可含有其他添加劑，諸如礦物填料、印刷油墨及其類似物。

出於本發明之目的，術語「回收紙漿」應理解為係指源自可再生資源之紙漿，亦即，該紙漿並非獲自再循環方法。

除非另外特別說明，否則在不定冠詞或定冠詞用於指單數名詞，例如「一（a）」、「一（an）」或「該（the）」時，此包括彼名詞之複數形式。

當術語「包含（comprising）」用於本發明說明書及申請專利範圍中時，其不排除其他要素。出於本發明之目的，術語「由……組成（consisting of）」被視為術語「包含」之較佳具體實例。若在下文中將群組限定為包含至少某一數目之具體實例，則此亦應理解為揭示較佳僅由此等具體實例組成之群組。

不論何時使用術語「包括（including）」或「具有（having）」，此等術語均意圖等同於上文所定義之「包含」。

如「可獲得（obtainable）」或「可定義（definable）」及「獲得（obtained）」或「定義（defined）」之術語可互換使用。例如，此意謂除非上下文明確規定，否則術語「獲得」不意欲指示例如必須藉由，例如在術語「獲得」之後的步驟順序而獲得之具體實例，雖然術語「獲得」或「定義」始終包括此類限制性理解作為一較佳具體實例。

當在下文中提及本發明紙填料之具體實例或技術細節時，應理解此等具體實例或技術細節亦涉及本發明紙製品及本發明用途。 紙填料

本發明紙填料包含三種矽酸鈣礦物之混合物。特別需要三種矽酸鈣礦物包括鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石，以便自其獲得具有鹼性特性之紙製品。

在本發明之含義中，鎂黃長石被認為係矽酸鈣礦物，尤其是具有式Ca₂Mg[Si₂O ₇]之矽酸鈣鎂礦物。

在本發明之含義中，鈣鋁黃長石被視為係矽酸鈣礦物，尤其是具有式Ca ₂Al[AlSiO ₇]之矽酸鈣鋁礦物。

在本發明之含義中，斜矽鈣石被認為係矽酸鈣礦物，尤其是具有式β-Ca ₂[SiO ₄]之矽酸二鈣礦物。

進一步需要紙填料包含以填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石、以填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石及以填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石。在一具體實例中，紙填料包含以填料之總重量計1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石、以填料之總重量計1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石及以填料之總重量計1至15 wt.-%之量的鎂黃長石，或紙填料包含以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石、以填料之總重量計5至50 wt.-%之量的斜矽鈣石及以填料之總重量計1.5至15 wt.-%之量的鎂黃長石。

在一較佳具體實例中，紙填料包含以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石、以填料之總重量計呈12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石及以填料之總重量計呈2至15 wt.-%之量的鎂黃長石。

應注意，在本發明通篇中，若未另外指示，則紙填料及經焚化紙製品中礦物之量及組成係藉由X射線繞射測定。該方法進一步描述於本文中之實施例章節中。

舉例而言，紙填料包含以填料之總重量計3至12 wt.-%，較佳3至10 wt.-%，且最佳3至8 wt.-%之量的鈣鋁黃長石。

另外或替代地，紙填料包含以填料之總重量計12至45 wt.-%，較佳14至40 wt.-%，且最佳15至38 wt.-%之量的斜矽鈣石。

另外或替代地，紙填料包含以填料之總重量計2至12 wt.-%、較佳2至10 wt.-%，且最佳2至8 wt.-%之量的鎂黃長石。

在一個具體實例中，紙填料因此包含 i）以填料之總重量計3至12 wt.-%，較佳3至10 wt.-%，且最佳3至8 wt.-%之量的鈣鋁黃長石， ii）以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及 iii）以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石。

替代地，紙填料因此包含 i）以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石， ii）以填料之總重量計12至45 wt.-%，較佳14至40 wt.-%，且最佳15至38 wt.-%之量的斜矽鈣石，及 iii）以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石。

替代地，紙填料因此包含 i）以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石， ii）以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及 iii）以填料之總重量計2至12 wt.-%，較佳2至10 wt.-%，且最佳2至8 wt.-%之量的鎂黃長石。

在另一具體實例中，紙填料包含 i）以填料之總重量計3至12 wt.-%，較佳3至10 wt.-%，且最佳3至8 wt.-%之量的鈣鋁黃長石， ii）以填料之總重量計12至45 wt.-%，較佳14至40 wt.-%，且最佳15至38 wt.-%之量的斜矽鈣石，及 iii）以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石。

替代地，紙填料包含 i）以填料之總重量計3至12 wt.-%，較佳3至10 wt.-%，且最佳3至8 wt.-%之量的鈣鋁黃長石， ii）以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及 iii）以填料之總重量計2至12 wt.-%，較佳2至10 wt.-%，且最佳2至8 wt.-%之量的鎂黃長石。

替代地，紙填料包含 i）以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石， ii）以填料之總重量計12至45 wt.-%，較佳14至40 wt.-%，且最佳15至38 wt.-%之量的斜矽鈣石，及 iii）以填料之總重量計2至12 wt.-%，較佳2至10 wt.-%，且最佳2至8 wt.-%之量的鎂黃長石。

在一較佳具體實例中，紙填料因此包含 i）以填料之總重量計3至12 wt.-%，較佳3至10 wt.-%，且最佳3至8 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及 ii）以填料之總重量計12至45 wt.-%，較佳14至40 wt.-%，且最佳15至38 wt.-%之量的斜矽鈣石，及 iii）以填料之總重量計2至12 wt.-%，較佳2至10 wt.-%，且最佳2至8 wt.-%之量的鎂黃長石。

關於三種矽酸鈣礦物之混合物，應瞭解，矽酸礦物較佳以特定重量比存在。

舉例而言，三種矽酸鈣礦物之混合物較佳包含[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為30:1至1:2，較佳20:1至1.2的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石。

另外或替代地，三種矽酸鈣礦物之混合物較佳包含[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鎂黃長石。

另外或替代地，三種矽酸鈣礦物之混合物較佳包含[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:5，較佳3:1至1:3的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。

在一較佳具體實例中，三種矽酸鈣礦物之混合物因此包含 i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為30:1至1:2，較佳20:1至1.2的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及/或 ii）[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鎂黃長石。

在另一具體實例中，三種矽酸鈣礦物之混合物因此包含 i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為30:1至1:2，較佳20:1至1.2的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及/或 ii）[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:5，較佳3:1至1:3的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。

三種矽酸鈣礦物之混合物因此較佳包含 i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為30:1至1:2，較佳20:1至1.2的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及/或 ii）[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鎂黃長石，及 iii）[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:5，較佳3:1至1:3的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。

在一個具體實例中，三種矽酸鈣礦物之混合物較佳包含[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為10:1至1:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石。

另外或替代地，三種矽酸鈣礦物之混合物較佳包含[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至4:1的斜矽鈣石及鎂黃長石。

另外或替代地，三種矽酸鈣礦物之混合物較佳包含[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:2，較佳3:1至1:1的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。

在一較佳具體實例中，三種矽酸鈣礦物之混合物因此包含 i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為10:1至1:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及 ii）[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至4:1的斜矽鈣石及鎂黃長石。

在另一具體實例中，三種矽酸鈣礦物之混合物因此包含 i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為10:1至1:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及 ii）[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:2，較佳3:1至1:1的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。

三種矽酸鈣礦物之混合物因此較佳包含 i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為10:1至1:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及 ii）[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至4:1的斜矽鈣石及鎂黃長石，及 iii）[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:2，較佳3:1至1:1的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。

極一般而言，紙填料包含在特定範圍內之三種矽酸鈣礦物之混合物。更精確而言，紙填料較佳包含以填料之總重量計總量≥0.3 wt.-%之三種矽酸鈣礦物之混合物。具體言之，紙填料包含總量為以填料之總重量計0.3至60 wt.-%，更佳0.3至55 wt.-%，且最佳0.3至50 wt.-%之三種矽酸鈣礦物之混合物。

在一個具體實例中，紙填料較佳包含總量為以填料之總重量計≥1 wt.-%，例如以填料之總重量計1至60 wt.-%，更佳5至55 wt.-%，且最佳10至50 wt.-%之三種矽酸鈣礦物之混合物。

舉例而言，紙填料較佳包含以填料之總重量計總量≥20 wt.-%之三種矽酸鈣礦物之混合物。具體言之，紙填料包含以填料之總重量計總量為20至60 wt.-%，更佳24至55 wt.-%，且最佳25至50 wt.-%之三種矽酸鈣礦物之混合物。

由於紙填料包含三種矽酸鈣礦物之混合物，應瞭解，紙填料具有在某一範圍內之Ca含量，該含量在X射線螢光量測中以CaO形式測定。尤其較佳地，紙填料之Ca含量在X射線螢光量測中以CaO形式測定為以填料之總重量計≥50 wt.-%。在一個具體實例中，紙填料之Ca含量在X射線螢光量測中以CaO形式測定為以填料之總重量計20至70 wt.-%。

此外，應瞭解，紙填料具有支持紙製品之鹼性特性的相當低的體積中值粒度（d ₅₀）值。因此，藉由使用雷射繞射系統量測，紙填料之體積中值粒度 d ₅₀較佳在0.8至6.0 µm範圍內。應注意，若紙填料之體積中值粒度（d ₅₀）值在體積中值粒度 d ₅₀範圍之較低範圍內，則紙製品之鹼性特性甚至進一步提高。因此，藉由使用雷射繞射系統量測，紙填料之重量中值粒度 d ₅₀較佳在1.0至3.0 µm範圍內。

本發明之紙填料包含三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物。

在一個具體實例中，本發明之紙填料由三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物組成。

然而，應瞭解，紙填料較佳由再循環製程獲得且尤其由焚化脫墨污泥獲得。鑒於此，本發明之紙填料較佳包含典型地包括於此類污泥中之其他組分。

舉例而言，紙填料進一步包含一或多種選自包含以下之群的組分：方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物。

措辭「一或多種（one or more）」組分指示其他組分可包含一種其他組分或兩種或更多種組分之混合物。較佳地，其他組分包含兩種或更多種組分之混合物。

舉例而言，其他組分為包含方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石之混合物。在此具體實例中，應瞭解，紙填料可包含以較低量，例如以填料之總重量計，以低於1 wt.-%之量存在之其他組分，該等組分不同於方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石

替代地，其他組分為由方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石組成之混合物。

在一個具體實例中，紙填料因此包含 a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以該填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）一或多種選自包含以下之群的組分：方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物。

舉例而言，紙填料包含 a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以該填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）包含方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石之混合物組分。

在一較佳具體實例中，紙填料由以下組成： a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以該填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）一或多種選自包含以下之群的組分：方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物。

較佳地，紙填料由以下組成： a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以該填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）包含方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石之混合物組分。

舉例而言，紙填料由以下組成： a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以該填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）由方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石組成之混合物組分。

在另一具體實例中，紙填料因此包含 a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）一或多種選自包含以下之群的組分：方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物。

舉例而言，紙填料包含 a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）包含方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石之混合物組分。

在一較佳具體實例中，紙填料由以下組成： a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）一或多種選自包含以下之群的組分：方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物。

較佳地，紙填料由以下組成： a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）包含方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石之混合物組分。

舉例而言，紙填料由以下組成： a）三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物，其中該紙填料包含以填料之總重量計3至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以填料之總重量計12至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以填料之總重量計2至15 wt.-%之量的鎂黃長石，及 b）由方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土及尖晶石組成之混合物組分。

因此，應瞭解，紙填料中的三種矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之混合物及選自包含方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物之群的一或多種組分的總和為100 wt.-%。

紙填料較佳包含石灰。為獲得紙製品之鹼性特性，較佳地，紙填料包含以填料之總重量計＞3至30 wt.-%的量之石灰。較佳地，紙填料包含以填料之總重量計4至30 wt.-%之量的石灰。

在一個具體實例中，紙填料包含以填料之總重量計＞3至20 wt.-%之量的石灰。較佳地，紙填料包含以填料之總重量計4至20 wt.-%之量的石灰。

如上文已提及的，紙填料較佳自紙張再循環製程獲得。具體言之，紙填料由焚化脫墨污泥，尤其是回收白紙獲得。應瞭解，回收白紙之脫墨污泥較佳獲自紙巾、超級壓光紙及/或新聞紙。在一個具體實例中，脫墨污泥僅自一個回收紙源獲得。因此，回收白紙之脫墨污泥可較佳地自紙巾、超級壓光紙或新聞紙獲得。替代地，脫墨污泥係自回收紙源之混合物獲得。因此，回收白紙之脫墨污泥可較佳地自紙巾、超級壓光紙及新聞紙獲得。

為獲得本發明之紙填料，需要在至少800℃，較佳至少850℃之溫度下焚化回收白紙之脫墨污泥獲得紙填料。舉例而言，紙填料由在800至1000℃，較佳850至900℃範圍內之溫度下焚化回收白紙之脫墨污泥獲得。

鑒於上文，本發明之紙填料較佳為鹼性紙填料。 紙製品

在本發明之第二態樣中，提供一種紙製品。紙製品由本文所定義之紙填料及包含紙漿之造紙配料製備。

應注意，紙製品可藉由此項技術中已知用於製備紙製品之任何方法及裝置獲得。此類方法及裝置為熟知的且不需要在本文中更詳細地描述。

造紙配料包含紙漿。用於製備紙製品之紙漿可為所屬技術領域中具有通常知識者已知適合於製備成紙製品之任何紙漿。

因此，紙漿可為原生紙漿及/或自紙張及/或紙板回收獲得之回收紙漿。較佳地，紙漿為自紙張及/或紙板回收獲得之回收紙漿。在一個具體實例中，藉由添加原生紙漿改變回收紙漿之組成可為有利的。因此，紙漿可為自紙張及/或紙板回收獲得之回收紙漿及原生紙漿的混合物。

紙漿（原生紙漿或回收紙漿）較佳呈包含纖維之水性懸浮液形式。

應瞭解，紙漿之水性懸浮液中纖維之量可在廣泛範圍內變化。然而，水性懸浮液中纖維之量較佳使得纖維可容易地沉積於造紙裝置上。此外，水性懸浮液中之溶劑之量較佳使得水消耗及移除水分所需之能量儘可能低。

一般而言，因此，水性懸浮液包含以水性懸浮液之總重量計在0.1至30 wt.-%範圍內之量的纖維。較佳地，因此，水性懸浮液包含以水性懸浮液之總重量計在0.2至20 wt.-%，更佳0.4至10 wt.-%，且最佳0.5至5 wt.-%範圍內之量的纖維。舉例而言，水性懸浮液包含以水性懸浮液之總重量計在0.5至10 wt.-%範圍內之量的纖維。

水性懸浮液中之纖維不限於特定類型之纖維。一般而言，適用於製備紙製品之任何種類的纖維可用於本發明。更精確而言，適用於所需紙製品及其相應用途之任何纖維可用於水性懸浮液中。

較佳地，水性懸浮液中之纖維包含纖維素。

紙漿（原生紙漿或回收紙漿）中所含有之纖維較佳選自包含以下之群：桉樹紙漿、雲杉紙漿、松樹紙漿、山毛櫸紙漿、麻漿、棉漿（包括棉絨）、小麥紙漿、燕麥紙漿、粗麥紙漿、大麥紙漿、水稻紙漿、竹漿、甘蔗渣紙漿、芒草紙漿、劍麻紙漿、黃麻紙漿、金合歡紙漿（acacia pulp）、樺樹紙漿、冷杉紙漿、萊賽爾紙漿（lyocell pulp）及其混合物。在一個具體實例中，纖維含於回收或原生桉樹紙漿中或含於回收或原生棉漿中。

在一個具體實例中，紙漿（原生紙漿或回收紙漿）為紙漿混合物，其包含兩種或更多種選自包含以下之群的紙漿：桉樹紙漿、雲杉紙漿、松樹紙漿、山毛櫸紙漿、麻漿、棉漿、小麥紙漿、燕麥紙漿、粗麥紙漿、大麥紙漿、水稻紙漿、竹漿、甘蔗渣紙漿、芒草紙漿、劍麻紙漿、黃麻紙漿、金合歡紙漿、樺樹紙漿、冷杉紙漿及萊賽爾紙漿。

鑒於此，紙漿（原生紙漿或回收紙漿）之水性懸浮液中之纖維係選自包含以下之群：桉樹纖維、雲杉纖維、松樹纖維、山毛櫸纖維、大麻纖維、棉花纖維、棉絨、小麥纖維、燕麥纖維、粗麥纖維、大麥纖維、水稻纖維、竹纖維、甘蔗渣纖維、芒草纖維、劍麻纖維、黃麻纖維、金合歡纖維、樺樹纖維、冷杉纖維、萊賽爾纖維、人絲纖維及其混合物。在一個具體實例中，紙漿之水性懸浮液中之纖維為桉樹纖維或棉花纖維或棉絨。

在一個具體實例中，紙漿（原生紙漿或回收紙漿）之水性懸浮液中之纖維為包含兩種或更多種纖維（較佳為生物相容性纖維）之纖維混合物，該等纖維係選自包含以下之群：桉樹纖維、雲杉纖維、松樹纖維、山毛櫸纖維、大麻纖維、棉花纖維、棉花棉絨、小麥纖維、燕麥纖維、粗麥纖維、大麥纖維、水稻纖維、竹纖維、甘蔗渣纖維、芒草纖維、劍麻纖維、黃麻纖維、金合歡纖維、樺樹纖維、冷杉纖維、人絲纖維及萊賽爾纖維。

應瞭解，纖維具有待製備之紙製品中典型地觀測到的尺寸。

因此，紙漿之水性懸浮液中之纖維較佳具有1至35 µm，較佳2至30 µm，且最佳3至25 µm範圍內之平均直徑。

另外或替代地，原生紙漿之水性懸浮液中之纖維較佳具有在0.7至250 mm，較佳0.8至230 mm，且最佳0.9至200 mm範圍內的平均長度。

另外或替代地，回收紙漿之水性懸浮液中之纖維較佳具有在0.5至200 mm，較佳0.6至150 mm，且最佳0.7至100 mm範圍內的平均長度。

舉例而言，原生紙漿之水性懸浮液中之纖維具有在1至35 µm，較佳2至30 µm，且最佳3至25 µm範圍內之平均直徑，或在0.7至250 mm，較佳0.8至230 mm，且最佳0.9至200 mm範圍內之平均長度。在另一具體實例中，原生紙漿之水性懸浮液中之纖維的平均直徑範圍為1至35 µm，較佳為2至30 µm，且最佳為3至25 µm，且平均長度範圍為0.7至250 mm，較佳為0.8至230 mm，且最佳為0.9至200 mm。

在回收紙漿之情況下，回收紙漿之水性懸浮液中之纖維的平均直徑在1至35 µm，較佳2至30 µm，且最佳3至25 µm範圍內，或平均長度在0.5至200 mm，較佳0.6至150 mm，且最佳0.7至100 mm範圍內。在另一具體實例中，回收紙漿之水性懸浮液中之纖維的平均直徑範圍為1至35 µm，較佳為2至30 µm，且最佳為3至25 µm，且平均長度範圍為0.5至200 mm，較佳為0.6至150 mm，且最佳為0.7至100 mm。

水性懸浮液之溶劑包含水，其視需要與有機溶劑摻合，該有機溶劑諸如為甲醇、乙醇、正丁醇、異丙醇、正丙醇、丙酮、二甲亞碸、二甲基甲醯胺、四氫呋喃及其混合物。較佳地，溶劑為水、甲醇、乙醇及/或丙酮。更佳地，溶劑包含水，最佳由水組成。

應注意，造紙配料可進一步包含用於造紙製程中之典型添加劑。舉例而言，造紙配料可進一步包含助留劑、填料（諸如碳酸鈣）、黏土、樹脂控制劑（pitch control agent）（諸如滑石）、助消泡劑、助上漿劑、澱粉及其類似物作為添加劑。

較佳地，紙製品包含呈待製備之產品中典型地使用之量的紙填料。因此，紙填料較佳以紙製品之總重量計以0.3至10 wt.-%範圍內之量存在。舉例而言，紙填料以紙製品之總重量計以0.4至7 wt.-%，最佳0.5至5 wt.-%範圍內之量存在。

應瞭解，紙製品包含低含量之石灰。較佳地，紙製品包含以紙製品之總重量計≤40 wt.-%，較佳≤30 wt.-%，且最佳≤20 wt.-%之量的石灰。舉例而言，紙製品包含以紙製品之總重量計≤10 wt.-%，較佳≤5 wt.-%之量的石灰。

應瞭解，歸因於本發明紙填料之存在，紙製品具有鹼性特性。具體言之，紙製品之表面pH值為7.9或更高。舉例而言，紙製品之表面pH值為8.0或更高，且最佳地，表面pH值為8.1或更高。紙製品較佳具有在7.9至9.0範圍內之表面pH值，較佳在8.0至8.8範圍內之pH值，且最佳在8.1至8.6範圍內之表面pH值。

另外或替代地，紙製品當在水中浸濕時，產生9.4或更高的水pH值，且較佳9.5或更高的水pH值。舉例而言，紙製品當在水中浸濕時，產生9.4至10.0範圍內之水pH值，且較佳9.5至9.9範圍內之水pH值。

在一較佳具體實例中，紙製品 i）具有7.9或更高之表面pH值，較佳8.0或更高之pH值，且最佳8.1或更高之表面pH值，及 ii）當在水中浸濕時，產生9.4或更高的水pH值，且較佳9.5或更高的水pH值。

應理解，若將紙製品在850℃±10℃下焚化，則石灰含量增加。舉例而言，紙製品當使用微波圍爐在850℃±10℃下焚化時，具有以紙製品之總重量計在＞3 wt.-%至40 wt.-%範圍內之石灰含量。較佳地，紙製品當使用微波圍爐在850℃±10℃下焚化時，具有以紙製品之總重量計在4至40 wt.-%範圍內之石灰含量。舉例而言，紙製品當使用微波圍爐在850℃±10℃下焚化時，具有以紙製品之總重量計在＞3至30 wt.-%，較佳＞3至20 wt.-%，且最佳＞3至10 wt.-%範圍內之石灰含量。替代地，紙製品當使用微波圍爐在850℃±10℃下焚化時，具有以紙製品之總重量計在4至30 wt.-%，較佳4至20 wt.-%，且最佳4至10 wt.-%範圍內之石灰含量。

如上文已提及，紙製品較佳為再生紙製品。在一較佳具體實例中，紙製品為盒用紙板，諸如經塗佈或未經塗佈之盒用紙板；或箱用紙板，諸如襯紙、瓦楞紙及雙面紙。

應瞭解，（再生）經塗佈之盒用紙板之實例包括經塗佈之再生紙板（coated recycled board，CRB）、灰背雙面板（Greyback duplex，GBD）、白襯粗紙板（white-lined chipboard，WLC）、白襯雙面板（whiteback duplex，WBD）及其類似物。（非再生）經塗佈之盒用紙板之實例包括盒用紙板、夾芯板（coreboard）、雙面板（duplex）、石膏背板、石膏面板、未經塗佈之再生板及其類似物。襯紙之實例包括棕色強韌箱紙板（testliner）、棕色高效能再生襯紙、棕色牛皮頂部襯紙（kraft top liner）、白色頂部強韌箱紙板（whitetop testliner）、斑點強韌箱紙板及其類似物。瓦楞紙之實例包括再生瓦楞紙（介質）、輕量再生瓦楞紙（介質）及其類似物。雙面紙之實例包括再生雙面紙。

鑒於本發明紙填料所達成之極佳結果，本發明在另一態樣中涉及本文中所定義之紙填料之用途，其作為鹼性紙填料用於紙製品，較佳再生紙製品，更佳盒用紙板，諸如經塗佈或未經塗佈之盒用紙板；或箱用紙板，諸如襯紙、瓦楞紙及雙面紙。

關於紙製品之定義、紙填料之用途及其較佳具體實例，在論述紙填料及紙製品之技術細節時，參考上文所提供之陳述。 實施例 材料

填料	來源
1	由奧地利報紙生產造紙廠之脫墨污泥焚化產生的飛灰
2	由德國超級壓光紙生產造紙廠之脫墨污泥焚化產生的飛灰
3	由波羅的海國家能源公司之油葉岩焚化產生的飛灰
4	由瑞士垃圾焚化廠之工業廢料焚化產生的飛灰
5	來自Omya International AG之具有1.6 µm之d ₅₀（wt.-%）的奧地利天然研磨碳酸鈣（大理石）
6	由德國強韌箱紙板生產造紙廠之脫墨污泥焚化產生的飛灰
7	由德國強韌箱紙板生產造紙廠之脫墨污泥焚化產生的飛灰
8	由德國紙巾生產造紙廠之脫墨污泥焚化產生的飛灰

紙漿	來源
標準桉樹	Fibria
舊瓦楞箱用紙板（Old corrugated containerboard，OCC）	中歐回收箱用紙板生產商

填料之 X 射線繞射（ X-Ray Diffraction ， XRD ）量測

XRD為對物質之原子結構敏感的多功能、非破壞性分析技術。XRD能夠進行相鑑定及定量。使用分裂槍（rifle splitter）分裂填料樣品以將樣品減少至適合的分析量。隨後將樣品在105℃下乾燥隔夜。隨後，使用Retsch RS200研磨機以1100 rpm之速度研磨樣品90秒。使用5滴異丙醇作為助磨劑。將玻璃瓶中之樣品均勻化。

所有樣品均用遵從布拉格定律（Bragg’s law）之Bruker D8 Advance粉末繞射儀來分析。此繞射儀由1 kW X射線管、樣品固持器、ϑ-ϑ測角計及LYNXEYE XE-T偵測器組成。使用2ϑ為每秒0.02°之掃描速度收集概況。基於國際繞射資料中心（International Centre for Diffraction Data，ICDD）資料庫之參考圖案，使用DIFFRAC套件套裝軟體EVA定性地分析所得粉末繞射圖。

對繞射資料之定量分析係指使用DIFFRAC套件套裝軟體TOPAS對多相樣品中不同相（礦物）之量進行確定。詳言之，定量分析可根據實驗資料本身以可定量的數字精確度確定結構特徵及相（礦物）比例。此涉及模型化完整繞射圖案（里特沃爾德法（Rietveld approach）），使得所計算圖案重複實驗圖案。里特沃爾德法需要知曉圖案中所關注之所有相（礦物）之近似晶體結構。表 1 ：對不同填料之X射線繞射分析.

填料礦物（ wt% ）	填料 1	填料 2	填料 3	填料 6	填料 7	填料 8
鈣鋁黃長石	7	5	1	7	＜ 1	2
斜矽鈣石	18	34	7	6	16	20
鎂黃長石	3	5	4	2	4	5
方解石	30	10	18	32	39	36
氫氧鈣石	25	17	25	-	-	-
石英	1	2	14	1	11	＜ 1
鈣鋁石	3	5	＜ 1	6	4	5
鋁酸三鈣	6	9	2	-	3	6
長石	1	2	12	-	2	1
硬石膏	＜ 1	＜ 1	11	-	-	-
蛇紋石	＜ 1	＜ 1	＜ 1	-	-	-
白矽石	0	＜ 1	0	-	-	-
黏土	0	0	3	-	-	-
尖晶石	0	0	1	-	-	-
石灰	5	10	1	17	15	17

源自脫墨污泥焚化之填料1及2（分別為28%及44%）以及填料6、7及8（15、20%及27%）中之矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石的總量比源自油葉岩焚化之填料3（12%）中的高得多。具體言之，相比於填料3，填料1及2焚化具有更高濃度之鈣鋁黃長石及斜矽鈣石，而相比於填料3，填料6焚化具有更高濃度之鈣鋁黃長石，且相比於填料3，填料7及8焚化具有更高濃度之斜矽鈣石。填料1及2以及填料6、7及8中之石灰（wt.-%）的量比填料3中的高得多。 填料之 X 射線螢光（ X-Ray Fluorescence ， XRF ）量測

XRF為用於確定材料之元素組成的非破壞性分析技術。將填料樣品製備成熔融珠粒，其熔劑:樣品之燒失量（loss on ignition，LOI）自由比率為9:0.9（每公克樣品之熔劑材料公克數）。將四硼酸鋰（66:34%）:偏硼酸鋰（99.98%）+0.20%溴化鋰用作熔劑材料。經由在烘箱中在700℃下使樣品退火獲得LOI。藉由XRF使用Thermo Fisher Scientific之Perform’X順序式X射線螢光光譜儀裝置量測所製備之熔融珠粒。結果表示兩次量測之平均值。若個別量測之相對標準差不高於10%，則該量測係有效的。表 2 ：不同填料之X射線螢光分析.

填料元素（ wt% ）	填料 1	填料 4
呈CaO形式之Ca	55	12.8

由脫墨污泥焚化獲得的填料（填料1）之Ca含量（以CaO形式測定）比由工業廢料焚化獲得之填料（填料4）高得多（參見表2）。 粒度分佈量測

粒狀材料之「粒度」在本文中描述為其粒度之分佈d _x，其中值d _x表示如下直徑，相對於該直徑，x體積%之粒子具有小於d _x之直徑。此意謂例如d ₂₀值係指如下粒度，其中20體積%之所有粒子小於此粒度。因此，d ₅₀值為體積中值粒度，因此50體積%之所有粒子小於此粒度。所採用填料材料之粒度分佈使用Malvern Mastersizer 3000雷射繞射系統用乾燥分散單元（Malvern Instruments Plc., Great Britain）量測。方法及儀器為所屬技術領域中具有通常知識者已知的，通常用於測定填料及其他微粒材料之粒度。使用以下表3中之參數：表 3 ：粒度分佈量測參數

折射率（ Refractive Index ， RI ）	吸收係數	空氣壓力（ Bar ）	昏暗 %
1.47	0.001	1.6	0.5

填料研磨使用Hosokawa Alpine之噴射研磨機進行填料樣品研磨。研磨條件呈現於表4中。獲得 d ₅₀為2.45 µm之填料1個樣品（參見表5）。表 4 ：填料研磨條件.

速度（ rpm ）	研磨空氣（ Bar ）	給料速度	生產量（ kg/h ）	時間（分鐘）
14 500	2	0.4	0.05	180

表 5 ：噴射研磨機研磨之前及之後的填料1粒度分佈.

樣品	D50 （ µm ）	D90 （ µm ）	D98 （ µm ）
填料1	4.83	33.4	68.1
填料1研磨物	2.45	6.31	9.26

手抄紙之製備

將100 g（無水）舊瓦楞紙盒紙漿溶於10 dm ³自來水（20℃）中，且接著添加某一量之待測試填料以便獲得總體基於最終紙張重量之填料含量。將懸浮液攪拌30分鐘。隨後，添加0.06%（以乾重計）之聚(醯胺)（Percol 1540）作為助留劑，且使用Rapid-Köthen手抄紙成形機形成80 g/m ²紙片。使用Rapid-Köthen乾燥器乾燥各紙片。手抄紙之組成提供於下表6中。 紙表面 pH

在用水潤濕樣品表面之後實現紙表面上之pH值的量測。量測pH值60秒。表 6 ：所產生之手抄紙之組成.

樣品	S0	S1	S2	S3	S4	S5
舊瓦楞箱用紙板（OCC）紙漿	100	100	100	100	100	100
填料1（wt%）	0	5	0	0	0	0
填料2（wt%）	0	0	5	0	0	0
填料3（wt%）	0	0	0	5	0	0
填料4（wt%）	0	0	0	0	5	0
填料5（wt%）	0	0	0	0	0	5
Percol 1540（wt%）	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06	0.06

表 7 ：不同手抄紙之表面pH之pH量測值

樣品	pH
S0	7.8
S1	8.2
S2	8.5
S3	7.8
S4	7.4
S5	7.0

添加矽酸鈣礦物鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石之總量為以填料之總重量計≥20 wt.-%之填料1及2引起紙張之表面pH值升高。不同地，矽酸鈣礦物（鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石）之總量為以填料之總重量計＜20 wt.-%之填料，諸如由油葉岩焚化產生的填料（填料3），不會引起表面pH水平升高。添加填料5（一種標準填料（天然研磨碳酸鈣））或由工業廢料焚化產生的填料4亦未引起pH值升高。 對由紙片在 850℃ 下焚化產生之填料的分析

產生的手抄紙使用微波圍爐在850℃±10℃下焚化。經由X射線繞射方法分析所得灰分樣品（參見表8）。表 8 ：藉由X射線繞射分析鑑別之源自手抄紙焚化之灰分的矽酸鈣礦物及石灰%.

樣品	鈣鋁黃長石 wt.-%	斜矽鈣石 wt%	鎂黃長石 wt%	總矽酸鈣礦物 wt%	石灰 Wt%
舊瓦楞箱用紙板紙漿（S0）	16	20	7	43	2
舊瓦楞箱用紙板紙漿+填料1（S1）	13	21	6	40	8
舊瓦楞箱用紙板紙漿+填料2（S2）	13	21	7	41	6
舊瓦楞箱用紙板紙漿+填料3（S3）	14	18	8	40	3
舊瓦楞箱用紙板紙漿+填料4（S4）	17	26	7	50	8
舊瓦楞箱用紙板紙漿+填料5（S5）	12	17	4	33	26

相比於添加由脫墨污泥焚化獲得之填料（分別為填料1及填料2，S1及S2）及不存在填料（S0），添加標準填料，諸如填料5（天然研磨碳酸鈣）產生較低含量之矽酸鈣礦物。相比於不存在填料，添加填料1及2（由脫墨污泥焚化獲得）（S1及S2）產生更高含量之石灰。添加填料3並不影響石灰含量。 T60 反應性測試

該方法評估填料之反應性。在950℃下焚化灰分樣品1小時以確保僅CaO存在於材料中。將所需量之樣品添加至20℃的選定量之水中。用機械攪拌器以300 rpm攪拌混合物，且用普通溫度計及馬錶監測溫度升高。隨後依歐洲標準（European Norm） ²規定計算R _DIN值。 填料對紙漿 pH 之影響

將0.8公升舊瓦楞盒用紙板紙漿（4%固體含量）添加至1公升瓶中。隨後，將具有不同粒度分佈（2.45 µm及4.83 µm）之1.8%填料1添加至瓶中。亦增加僅含有紙漿的瓶子作為對照。隨時間推移記錄混合物之pH值。結果呈現於圖1中。

[圖1]係關於填料1粒度隨時間推移對紙漿pH之影響。基於以下實例將更好理解本發明之範圍及關注性，該等實例意欲說明本發明之某些具體實例且為非限制性的。

Claims

一種紙填料，其包含三種矽酸鈣礦物之混合物，該等礦物為鎂黃長石、鈣鋁黃長石及斜矽鈣石，其中經X射線繞射測定，該紙填料包含以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鈣鋁黃長石，及以該填料之總重量計0.1至50 wt.-%之量的斜矽鈣石，及以該填料之總重量計0.1至15 wt.-%之量的鎂黃長石。
如請求項1之紙填料，其中該紙填料包含該三種矽酸鈣礦物之混合物，其總量經X射線繞射測定為以該填料之總重量計≥0.3 wt.-%，較佳0.3至60 wt.-%。
如請求項1或2之紙填料，其中經X射線繞射測定，該三種矽酸鈣礦物之混合物包含： i）[斜矽鈣石/鈣鋁黃長石]重量比範圍為30:1至1:2，較佳20:1至1.2的斜矽鈣石及鈣鋁黃長石，及/或 ii）[斜矽鈣石/鎂黃長石]重量比範圍為10:1至2:1，較佳8:1至2:1的斜矽鈣石及鎂黃長石，及/或 iii）[鈣鋁黃長石/鎂黃長石]重量比範圍為5:1至1:5，較佳3:1至1:3的鈣鋁黃長石及鎂黃長石。
如請求項1至3中任一項之紙填料，其中該紙填料之Ca含量在X射線螢光量測中以CaO形式測定為以該填料之總重量計≥50 wt.-%，較佳20至70 wt.-%。
如請求項1至4中任一項之紙填料，其中藉由使用雷射繞射系統量測，該紙填料之體積中值粒度 d ₅₀在0.8至6 µm，較佳1.0至3.0 µm範圍內。
如請求項1至5中任一項之紙填料，其中該紙填料進一步包含一或多種選自包含以下之群的組分：方解石、氫氧鈣石、石灰、石英、鈣鋁石、鋁酸三鈣、長石、無水硫酸鈣、蛇紋石、白矽石、黏土、尖晶石及其混合物。
如請求項1至6中任一項之紙填料，其中該紙填料包含石灰，經X射線繞射測定，其量以該填料之總重量計為＞3至30 wt.-%，較佳4至30 wt.-%。
如請求項1至7中任一項之紙填料，其中該紙填料由在至少800℃，較佳至少850℃之溫度下焚化回收白紙之脫墨污泥獲得，該回收白紙較佳來自紙巾、超級壓光紙或新聞紙。
如請求項1至8中任一項之紙填料，其中該紙填料為鹼性紙填料。
一種紙製品，其由如請求項1至9中任一項之紙填料以及包含紙漿，較佳原生紙漿及/或自紙及/或紙板回收獲得的回收紙漿的造紙配料製備。
如請求項10之紙製品，其中該紙填料以該紙製品之總重量計以0.3至10 wt.-%範圍內之量存在。
如請求項10或11中任一項之紙製品，其中該紙製品 i）具有7.9或更高之表面pH值，較佳8.0或更高之pH值，且最佳8.1或更高之表面pH值，及/或 ii）當在水中浸濕時，產生9.4或更高之水pH值，且較佳9.5或更高之水pH值。
如請求項10至12中任一項之紙製品，其中該紙製品為再生紙製品，較佳為盒用紙板（carton board），諸如經塗佈或未經塗佈之盒用紙板；或箱用紙板（container board），諸如襯紙、瓦楞紙及雙面紙（dual paper）。
如請求項10至13中任一項之紙製品，其中該紙製品當使用微波圍爐在850℃±10℃下焚化時，經X射線繞射測定，具有以該紙製品之總重量計在＞3至40 wt.-%，較佳4至40 wt.-%範圍內的石灰含量。
一種如請求項1至9中任一項之紙填料之用途，其作為鹼性紙填料用於紙製品，較佳再生紙製品，更佳盒用紙板，諸如經塗佈或未經塗佈之盒用紙板；或箱用紙板，諸如襯紙、瓦楞紙及雙面紙。