湿强纸的再制浆方法技术

一种对纸张进行再制浆的方法，其包括：制备含有阳离子热固性树脂的纸张和对所述纸张进行再制浆而制得回用的纸浆纤维，所述热固性树脂是聚酰胺和表卤代醇的反应产物，而聚酰胺是由多亚烷基多胺、丁二酸和选择性的一种其它二羧酸制得。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利
本专利技术涉及对且更具体说，涉及一种将阳离子热固性树脂引入至纸张中的方法。现有技术在造纸过程中经常将湿强度树脂添加至纸张包括纸板中。若没有湿强度树脂，在用水浸湿后纸张通常只保留其3％-5％的强度。然而，由湿强度树脂制得的纸张在浸湿后通常保留至少10％-50％的强度。湿强度在各种造纸应用中均是十分有用的，其的一些实例是纸巾、牛奶包装盒纸板和果汁包装盒纸板、纸袋、和瓦楞纸箱的内衬板。正如Gary A.Smook在纸浆和造纸技术手册(Angus Wilde出版社，1992)一书中所述“纸张通常定义为由纤维的水悬浮液在细筛网上形成的毡制薄膜。目前的纸张产品通常符合这个定义，例外的是大多数产品还含有非纤维添加剂。目前将干方法用于制备少数几种特种纸产品。纸浆是用于造纸的纤维原料。纸浆纤维通常为植物纤维，但动物、矿物和合成纤维也可用于特种用途。纸张和纸板之间的区别是基于产品的厚度而言的。通常将厚度超过0.3mm的纸页就称为纸板。但存在许多例外的情况，使得这种区分有些模糊。”因为发展基于回收纤维素的纸张产品成为日益增长的商业需要，因此开发容易再制浆的纸张具有越来越明显的重要性。当废纸和废纸板含有湿强度树脂时，它们是难以不经特别的化学处理而在水相体系中进行再制浆的。改进含有湿强度树脂的纸张的再制浆能力通常是通过改进再制浆条件而实现的。House等人在US2872313中教示，使用次氯酸盐对含有聚氨基酰胺/表氯醇湿强度树脂的纸张进行再制浆。Miller在US3427217中教示，使用氧化盐例如次氯酸钠、过硫酸铵和其它物质对含有树脂如聚氨基酰胺/表氯醇树脂、脲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂等的湿强纸进行再制浆。虽然次氯酸盐有效地对湿强纸进行再制浆，它们在某些条件下也是氯化剂，并在该工艺废液中能形成对环境有害的含氯的降解产物。Schmalz在美国造纸技术协会期刊(44第4期，275-280页，1961年4月)之中教示用次氯酸盐或用强碱对含有聚氨基酰胺/表氯醇树脂的纸张进行再制浆。虽然碱方法将不氯化有机副产物，但它是较慢的方法。Espy在欧洲专利申请公告号585955-A中公开了，一种用于在水性浆液中对含有聚氨基酰胺/表氯醇湿强度树脂的纸张进行再制浆(其包括用非氯化的氧化剂和碱处理)的组合物，它们是能够将水性反应混合物中的PH值保持在7-12的水溶性缓冲盐。Caropreso等人在PCT国际公告号WO 94/20682公开了一种含有过硫酸盐和碳酸盐、二碳酸盐或倍半碳酸盐的组合物，该组合物适合用于氧化在湿强纸中所用的湿强度树脂。据说该组合物缩短了对湿强纸进行再制浆所需要的时间。Henry等人在US5330619中教示了处理纤维状薄膜材料例如含有湿强度树脂的纸张和纸板的方法，其包括将纤维材料与一种酶反应以使树脂水解并由此提高所述纤维材料的再制浆性。1996年6月3日递交的待审申请08/657，242(赫尔克里士文档号Dasgupta Case 12，“”，Sunil P．Dasgupta)公开了对纸张再制浆的方法，其通过制备含有由至少一种阳离子聚合物和至少一种阴离子聚合物制成的至少一种凝聚复合体，并且对纸张进行再制浆而制得回用的纸浆纤维(recycled pulp fibers)。因为许多用于湿强纸的再制浆工艺都会产生环境有害的含氯降解产物，包括使用强氧化剂或者进行得十分缓慢，因此需要提供制备一种湿强纸的改进方法，该种湿强纸将能够容易地再制浆而且不明显地降低纸张的湿和干强度性能。专利技术综述本专利技术提供一种对纸张进行再制浆的方法，其包括(a)制备含有至少一种阳离子热固性树脂的纸张，该热固性树脂是如下两类物质的反应产物(1)具有仲氨基的至少一种聚酰胺，其是由包含(α)至少一种多亚烷基多胺，(β)至少一种丁二酸或其酯类或酸酐和(γ)选择性地至少一种二羧酸(除丁二酸外)或其酯类或酸酐的反应产物制得，及(2)表卤代醇；和(b)对所述纸张进行再制浆而制得回用的纸浆纤维。本专利技术还提供了由所述再制浆方法得到的回用的纸浆纤维，由该回用的纸浆纤维制得的纸张，和用阳离子湿强度树脂制得的可再制浆的湿强纸。本专利技术的详细描述适合用在本专利技术中的阳离子热固性树脂包括具有仲氨基的聚酰胺和表卤代醇的反应产物。所述聚酰胺是由多亚烷基多胺和丁二酸或其酯类或酸酐和选择性的二羧酸(除丁二酸外)或其酯类或酸酐反应制得。可用于本专利技术中二羧酸是优选含有3-8个碳原子的脂族饱和二羧酸，例如丙二酸、戊二酸、己二酸等。其中在分子中具有4-6个碳原子的脂族饱和二羧酸例如戊二酸和己二酸是最优选的。也可使用一种或多种这些二羧酸的混合物，以及一种或多种这些二羧酸与高级脂族饱和二羧酸例如壬二酸、癸二酸的混合物，只要所得的长链聚酰胺是水溶性的就行了。在这里可使用多种多亚烷基多胺，包括多亚乙基多胺、多亚丙基多胺、多亚丁基多胺等，其中多亚乙基多胺是最低廉的一类。更具体地说，本专利技术的多亚烷基多胺是含有两个伯胺基和至少一个仲氨基的多胺，其中氮原子通过通式为-CnH2n-基团连接在一起，其中n是大于1的较小整数，且在分子中这种基团的数目为从2至最高为约8个或优选最高为约4。氮原子可连接至在基团-CnH2n-中的相邻碳原子或连接至更远端的碳原子，但不连接至同一碳原子上。本专利技术不仅使用可以较纯的形式得到的多胺例如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二亚丙基三胺等，而且也可使用混合物和各种粗制多胺材料。例如，通过氨气和二氯乙烯反应制得并仅仅提纯到除去了氯化物、水、过量氨气程度的多亚乙基多胺和乙二胺混合物是一种极满意的原材料。最优选含有2-4个亚乙基、2个伯氨基和1-3个仲氨基的的多亚乙基多胺，例如二亚乙基三胺。因此在权利要求中所用术语“多亚烷基多胺”指的是并包括上述的任何多亚烷基多胺，或者为此种多亚烷基多胺的混合物及其衍生物。为了改变聚酰胺-表氯醇复合体的反应性，在一些情况下希望增大在聚酰胺分子上仲氨基的间距。这可通过将一部分多亚烷基多胺用脂族二胺例如乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺或杂环二胺例如哌嗪等取代而实现。为了这个目的，多亚烷基多胺的约0-60％可由分子等价量的上述二胺取代。通常将30％以下的取代物将用于这个目的。用于实施二羧酸和多亚烷基多胺之间反应的温度在常压下可从约110℃2-250℃之间或更高。然而，对大多数用途而言，发现在约160℃-210℃之间的温度是令人满意的因而是优选的。当使用减压时，可使用较低的温度。反应时间依赖于所用温度和压力且通常为约0.5-2小时，尽管根据反应条件反应时间可更短或更长。在任何情况下，为得到最好结果，优选将反应持续至基本完成。在实施反应的过程中，二羧酸的用量优选达到足以与多亚烷基多胺的伯氨基基本上完全反应但又基本上不足以与仲氨基发生反应。这将通常要求多亚烷基多胺(包括脂族二胺，如果有的话)与二羧酸的摩尔比至少是约0.9∶1，更优选至少是约0.92∶1。然而，至少为约0.8∶1摩尔比可达到十分满意的结果。多亚烷基多胺与二羧酸的摩尔比可至多为约1.4∶1，优选至多为1.14∶1且更优选至多为约1.2∶1。超出这个范围之外的摩尔比通常是不令人满意的。由此，低于约0.8∶1的摩尔比将产生凝胶状产物或具有明显凝胶趋势的产物，而超过1.4∶1的摩尔比制成较低分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对纸张进行再制浆的方法，其包括： （ａ）制备含有至少一种阳离子热固性树脂的纸张，该热固性树脂是如下两类物质的反应产物 （１）具有仲氨基的至少一种聚酰胺，其是由包含（α）至少一种多亚烷基多胺，（β）至少一种丁二酸或其酯类或酸酐和（γ）选择性地至少一种二羧酸（除丁二酸外）或其酯类或酸酐的反应产物制得，及 （２）表卤代醇；和 （ｂ）对所述纸张进行再制浆而制得回用的纸浆纤维。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗纳德R施泰布，
申请(专利权)人：赫尔克里士公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]