造纸剂组合物以及用于处理纤维原料的方法技术

本发明专利技术涉及优选为粉末形式的造纸剂组合物，其包含水溶性聚合物，该水溶性聚合物包含21‑30mol％的乙烯胺单元并且具有至少1 000 000Da的平均分子量。本发明专利技术还涉及一种用于在纸、纸板或类似物的制造中处理纤维原料的方法，该方法包括获得浓纤维原料，通过添加水使该浓纤维原料稀释至具有<3％的稠度的稀纤维原料，并且排干稀纤维原料并形成连续的纤维幅材。造纸剂组合物被加入至浓纤维原料或稀纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及根据所附权利要求的前序部分的造纸剂组合物以及用于处理纤维原料的方法。
在包装级纸和纸板的制造中的一个目的是成本效率。该目的可通过减少所生产的纸或纸板的基重，增加填料含量，使用更便宜的再生原料和发展产量来实现。这些降低成本的措施加大了造纸机和纸板机湿部留着率方面(retention)所遭遇的困难，并可能导致在实现纸和纸板最终所需的强度性质中的问题。不同的化学添加剂和试剂可以加入到纤维原料以用于改善所形成的纤维幅材的排干和留着率以及最终纸或纸板的强度性质。聚乙烯胺聚合物包含连接至聚合物结构或线性聚合物主链的伯胺基团。伯胺基团使聚合物反应性高，并且由于其电荷密度、反应性和水溶性，其用于多种应用，也包括造纸中。但是，具有高分子量的聚乙烯胺聚合物可能太活泼，这可能导致过渡絮凝和造纸机或纸板机的湿部的脱水和留着的问题。在纸和纸板的生产中，廉价纤维源如旧瓦楞箱纸板(OCC)的使用在过去几十年中一直在增加。OCC主要包括用过的再生未漂白或漂白的牛皮纸浆纤维，硬木半化学纸浆纤维和/或草纸浆纤维。OCC纸浆可以通常与混合废纸再生纸级别一起尤其用于衬纸和瓦楞纸级别的制造。因此，对于适合与包含再生纤维的纸浆一起使用的化学添加剂存在持续的需求。EP1727938公开了一种用于在包含乙烯胺单元的聚合物的存在下生产纸、纸板和卡纸的方法。所使用的聚合物具有至少100万的平均摩尔质量和1至20mol％的水解度。聚合物被计量供给至高稠度的原料，其被稀释和排干。该原料可能含有涂覆的劣质纸和源自该涂层的干扰物质。然而，仍然需要尤其适合于改善纤维原料的留着和/或排干的造纸剂组合物，该纤维原料包括再生纤维，尤其是来自旧瓦楞箱纸板(OCC)的纤维。此外，如果用于留着和/或排干的化学品对于生产的纸的性质，例如破裂强度、短跨度压缩(SCT)和/或拉伸强度具有积极的影响将是有利的。一个问题是，聚乙烯胺聚合物可能会中和造纸机或纸板机的短循环白水循环中的全部或大部分的阴离子电荷。这可能会导致纤维原料的过度阳离子化，其导致最终纸或纸板的起泡、降低的脱水有效性和降低的强度性质。本专利技术的目的是减少或甚至消除现有技术中存在的缺点。本专利技术的一个目的是提供一种造纸剂，其可以改善造纸机或纸板机的湿部的脱水和/或留着，并且同时可以提高所生产的纸的至少一种强度性质，例如破裂强度、短跨度压缩(SCT)和/或拉伸强度。进一步的目的是提供一种用于处理纤维原料，尤其是包含再生纤维的纤维原料，以改善造纸机或纸板机的湿部的脱水，并且同时提高所生产的纸的至少一种强度性质。通常，根据本专利技术的粉末形式的造纸剂组合物优选基于干组合物的总重量计包含至少40wt％的水溶性聚合物，该水溶性聚合物包含21-30mol％的乙烯胺单元并且具有至少1000000Da的平均分子量。通常，根据本专利技术的用于在纸、纸板或类似物的制造中处理纤维原料以提高原料的脱水性和生产的纤维幅材的至少一种强度性质的方法包括：-获得浓纤维原料，-通过添加水使浓纤维原料稀释至具有<3％的稠度的稀纤维原料，-排干稀纤维原料并形成连续的纤维幅材，-向浓纤维原料或稀纤维原料添加造纸剂组合物，该造纸剂组合物包含水溶性聚合物，该水溶性聚合物包含21-39mol％的乙烯胺单元并且具有至少1000000Da的平均分子量。现在已经令人惊奇地发现，通过仔细选择和优化乙烯胺单元的量和水溶性聚合物的平均分子量，可以获得提高造纸机或纸板机的湿部的排干的造纸剂组合物，尤其是当所使用的纤维原料包含再生纤维时。出人意料地发现，能够同时显著提高最终纸的至少一种强度性质。令人惊奇地认识到，当包含水溶性聚合物的造纸剂组合物添加至浓或稀原料时，原料的排干和任选的留着被显著提高，该水溶性聚合物包含21-30mol％的乙烯胺单元并且具有至少1000000Da的平均分子量。同时，观察到所生产的纸或纸板的至少一种强度性质，例如破裂强度、短跨度压缩(SCT)强度和/或拉伸强度的提高。此外，令人惊讶地发现，当在纸或纸板的制造中使用根据本专利技术的造纸化学品时，显著最小化或甚至完全消除了与短循环白水中的过度阳离子化相关的问题。术语“水溶性聚合物”在本申请的上下文中理解为这样的聚合物，其是完全可溶的并且是与水混溶的。当与过量的水混合时，聚合物完全溶解，所获得的聚合物溶液基本上不含离散的聚合物颗粒，并且不会观察到相分离。水过量意味着所获得的聚合物溶液不是饱和溶液。在本申请的上下文中，术语“排干”和“脱水”同义使用，并且它们是完全可互换的。这些术语描述在成形部分中的流浆箱后，从形成的纤维幅材中除去水的有效性。包含乙烯胺单元的水溶性聚合物的分子量通过使用HPLC尺寸排阻色谱，聚环氧乙烷(PEO)作为参照来测定。根据一个实施方案，优选粉末形式的造纸剂组合物包含水溶性聚合物，该水溶性聚合物包含21-39mol％的乙烯胺单元并且具有至少1000000Da的平均分子量。水溶性聚合物可以是乙烯胺和N-乙烯基甲酰胺的线性共聚物或乙烯胺和乙烯醇的线性共聚物。此外，水溶性聚合物甚至可以是乙烯胺的线性均聚物。根据一个优选的实施方案，水溶性聚合物是仅由N-乙烯基甲酰胺和乙烯胺组成的共聚物或仅由乙烯胺和乙烯醇组成的共聚物。尤其是当造纸剂组合物用作包含来自旧瓦楞卡纸的再生纤维的纤维原料的排干和/或留着助剂时，共聚物是优选的。根据本专利技术的一个实施方案，水溶性聚合物包含21-30mol％，优选21-29mol％，更优选21.5-25mol％，甚至更优选21.5-23.5mol％的乙烯胺单元。选择乙烯胺单元的量，以优化所生产的纸或纸板的留着和脱水作用以及强度性质。尤其当使用OCC浆料制造纸板或纸时，乙烯胺单元提供纸的改进的短跨度压缩(SCT)和/或破裂强度以及至纤维的有效固定。水溶性聚合物在造纸剂组合物中的量基于干组合物的总重量计为至少50wt％，优选至少70wt％，更优选至少75wt％，甚至更优选至少80wt％，有时甚至至少85wt％。根据本专利技术一个实施方案，水溶性聚合物在干燥的粉末状造纸剂组合物中的量基于组合物的总重量计可以为70-97wt％，更优选85-95wt％。根据本专利技术的一个有利的实施方案，造纸剂组合物是干燥粉末的形式。干燥粉末是易于运输和储存的。水溶性聚合物形成干燥粉末状造纸剂组合物的主要组分。当造纸剂组合物为固体粉末或颗粒状材料的形式时，水溶性聚合物在组合物中的量基于组合物的总重量计通常为>70wt％，优选70-95wt％。造纸剂组合物可被溶解在水中，以获得水溶液形式的造纸剂组合物，当测量为4wt％的溶液和具有35mS/cm的电导率的造纸剂组合物时，该水溶液具有>1000mPas，优选1500-20000mPas，更优选2000-15000mPas的粘度。溶液形式的造纸剂组合物的电导率可以例如通过使用氯化钠来调节。当造纸剂组合物溶解在水中并以准备使用时，其可以是水溶液的形式，其中水溶性聚合物在水溶液中的量基于溶液的总重量计通常为30-60wt％，优选35-55wt％。造纸剂组合物通常含有盐即甲酸钠，其作为N-乙烯基甲酰胺与氢氧化钠水解的副产物形成。甲酸钠的总量可以是<40wt％，优选<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末形式的造纸剂组合物，其包含基于组合物的总重量计为至少40wt％的水溶性聚合物，所述水溶性聚合物包含21‑30mol％的乙烯胺单元并且具有至少1 000 000Da的平均分子量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.22 FI 201450631.一种粉末形式的造纸剂组合物，其包含基于组合物的总重量计为至少40wt％的水溶性聚合物，所述水溶性聚合物包含21-30mol％的乙烯胺单元并且具有至少1000000Da的平均分子量。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述水溶性聚合物包含21-29mol％，优选21.5-25mol％，更优选21.5-23.5mol％的乙烯胺单元。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述造纸剂是溶液形式，当造纸剂为4wt％的溶液且具有35mS/cm的电导率时，所述溶液所测量的粘度为至少1000mPas，优选1500-20000mPas，更优选2000-15000mPas。4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述水溶性聚合物为由N-乙烯基甲酰胺和乙烯胺组成的共聚物。5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于，所述水溶性聚合物为由乙烯胺和乙烯醇组成的共聚物。6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物基于组合物的总重量计包含<0.2wt％的表面活性剂。7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含用于溶解的添加剂和/或防结块剂。8.根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物中水溶性聚合物的量基于干组合物的总重量计为至少50wt％，优选至少70wt％，更优选至少75wt％，甚至更优选至少80wt％。9.一种用于在纸、纸板或类似物的制造中处理纤维原料以提高原料的脱水性和所生产的纤维幅材的至少一种强度性质的方法，所述方法包括：-获得浓纤维原料，-通过添加水使所述浓纤维原料稀释至具有<3％的稠度的稀纤维原料，-排干稀纤维原料并形成连续的纤维幅材，其特征在于向所述浓纤维原料或稀纤维原料添加造纸剂组合物，所述造纸剂组合物包含水溶性聚合物，所述水溶性聚合物包含21-39mol％的乙烯胺单元并且具
\t有至少1000000Da的平均分子量。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述造纸剂组合物包含水溶性聚合物，所述水溶性聚合物包含21-30mol％，优选21.5-25mol％，更优选21.5-23.5mol％的乙烯胺单元。11.根据权利要求9或10...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·霍卡，马蒂·希耶塔涅米，S·罗格朗，马可·波尔韦拉里，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI