将强度添加剂泡沫辅助施用到纸制产品制造技术

本文提供了一种发泡配制物。基于发泡溶液的总重量按重量计，发泡配制物包括从约0.001％至约10％的量的至少一种发泡剂。基于发泡溶液的总重量按重量计，发泡配制物还包括从约0.01％至约50％的量的具有阳离子官能团的合成强度添加剂。发泡配制物还包括水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将强度添加剂泡沫辅助施用到纸制产品相关申请的交叉引用本申请要求于2018年4月4日提交的美国临时申请第62/652,788号和于2018年6月28日提交的美国临时申请第62/691,125号的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及将添加剂施用到胚纸纸幅(embryonicpaperwebs)的领域。更具体地说，本公开涉及使用发泡技术将强度添加剂施用于湿的、新形成的胚纸。
技术介绍
在纸张制造时，添加剂被引入纸制作过程以改善纸张性能。例如，已知的添加剂提高纸张强度、助滤性能、助留性能等。在常规的造纸机中，纸浆在浆料制备系统中进行精制。化学添加剂、染料和填料有时被添加到浆料制备系统的浆料中，该系统在2.5-5％的稠度下操作。在浆料制备系统的稀浆料回路中，纸浆在风扇泵中从约2.5-3.5％的稠度稀释到约0.5-1.0％的稠度。在这种稀释期间，可能会向纸浆中添加附加的化学添加剂。在浆料制备系统中的这些位置中的任何一个处添加化学添加剂将被视为本文所用的“湿部添加”。然后，0.5-1.0％稠度的浆料通常被泵送通过机器清洁器、机器筛网和除气器(如果存在的话)并到达流浆箱。从流浆箱，0.5-1.0％稠度的浆料被铺展到移动的连续成形织物上。成形织物可以具有编织网的形式。大多数水通过成形织物排出，并且在水沿机器方向从流浆箱行进到压榨部时，纤维保留在成形织物上。随着水分的流失，胚纸片的水含量可能从约99-99.5％的水下降至约70-80％的水。另外的水可以在压榨部中被除去，从该压榨部中，纸片可以以约40-50％固含量的稠度离开。另外的水通常在干燥器部从纸片中除去，纸片可以以约90-94％的固体从该干燥器部离开。然后，该纸片可以任选地被压延，并且然后被收集在卷轴上。如上所述，化学添加剂(诸如强度添加剂)可以在浆料制备部以所谓的“湿部添加”引入到纸浆中。通常添加强度添加剂来提高最终纸产品的纤维粘合。最终纸产品中的提高的纤维粘合提高了纸产品的强度参数(诸如干拉伸强度)。与粘合相关的纸张强度参数(诸如干拉伸强度)方面的进一步的改善是期望的。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在下面的详细描述部分进一步描述的一些概念。在示例性实施方案中，提供了一种发泡配制物，该发泡配制物可以是溶液、悬浮液或乳液，包含：基于发泡配制物的总重量按重量计的从约0.001％至约10％的量的至少一种发泡剂；基于发泡配制物的总重量按重量计的从约0.01％至约50％的量的合成强度添加剂，该合成强度添加剂包含阳离子官能团；以及水。该至少一种发泡剂包括以下中的至少一种：选自以下的非离子性发泡剂：乙氧基化物、烷氧基化脂肪酸、聚乙氧基酯、甘油酯、多元醇酯、己糖醇酯、脂肪醇、烷氧基化醇、烷氧基化烷基酚、烷氧基化甘油、烷氧基化胺、烷氧基化二胺、脂肪酰胺、脂肪酸烷醇酰胺、烷氧基化酰胺、烷氧基化咪唑、脂肪酰胺氧化物、烷醇胺、烷醇酰胺、聚乙二醇、环氧乙烷和环氧丙烷、EO/PO共聚物及其衍生物、聚酯、烷基糖类、烷基、多糖、烷基葡糖苷、烷基聚葡糖苷、烷基二醇醚、聚氧化烯烷基醚、聚乙烯醇及其衍生物、烷基多糖、以及它们的组合；选自以下的两性离子发泡剂或两性发泡剂：月桂基二甲基胺氧化物、椰油酰两性乙酸盐、椰油酰两性二乙酸盐、椰油酰两性丙酸盐、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基甜菜碱、烷基酰胺甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、烷基亚氨基二丙酸盐、氧化胺、氨基酸衍生物、烷基二甲基胺氧化物以及它们的组合；或者选自以下的阳离子发泡剂：烷基胺和酰胺及其衍生物、烷基铵、烷氧基化胺和酰胺及其衍生物、脂肪胺和脂肪酰胺及其衍生物、季铵、烷基季铵及其衍生物及其盐、咪唑啉衍生物、碳基铵盐(carbylammoniumsalts)、碳基鏻盐、上述结构的聚合物和共聚物、及它们的组合。在另一示例性实施方案中，提供了一种用于在将气体掺入到发泡配制物中时制备具有目标气体含量的泡沫的发泡配制物。基于发泡配制物的总重量，发泡配制物包括从约0.001％至约10％的量的至少一种发泡剂；发泡配制物的总量的从约0.01％至约50％的量的至少一种合成强度添加剂，该至少一种合成强度添加剂包含阳离子官能团；以及水。至少一种发泡剂在发泡配制物中的浓度基本上最低程度地足以在气体掺入到发泡配制物中后产生所述泡沫的所述目标气体含量。在另一示例性实施方案中，提供了一种用于将合成强度添加剂引入到纸产品中的方法，该合成强度添加剂包含阳离子官能团。该方法包括由发泡配制物制备泡沫的步骤，该发泡配制物包括：基于发泡配制物的总重量按重量计的从约0.001％至约10％的量的至少一种发泡剂；基于发泡配制物的总重量按重量计的从约0.01％至约50％的量的合成阳离子强度添加剂；以及水。该方法还包括将泡沫施用到湿成型胚纸上的步骤。结合附图和本
技术介绍
，从以下详细描述和所附权利要求中，其他期望的特征将变得显而易见。附图说明结合附图，可以从以下详细描述中获得对主题的更完整理解，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1示出了根据各实施方案的造纸系统的示意图；图2示出了达到特定目标泡沫空气含量所需的强度添加剂和发泡剂的相对量的图；图3示出了回收挂面纸板样品上的干Mullen耐破度结果的图；图4示出了回收挂面纸板样品上的干Mullen耐破度结果的另一图；图5显示了回收挂面纸板样品上的干拉伸强度和湿拉伸强度结果的图；图6显示了回收挂面纸板样品上的拉伸能量吸收结果的图；图7示出了回收挂面纸板样品上的干拉伸结果的图；图8显示了回收挂面纸板样品上的干拉伸强度和湿拉伸强度结果的图；图9示出了原始挂面纸板样品上的干拉伸强度和湿拉伸强度结果的图；图10示出了原始挂面纸板样品上的干拉伸和湿拉伸结果的图；图11示出了原始挂面纸板样品上的干拉伸能量吸收和湿拉伸能量吸收结果的图；图12示出了原始挂面纸板样品上的干Mullen和环压结果的图；图13示出了原始挂面纸板上的干拉伸强度结果的图；图14示出了原始挂面纸板样品上的干拉伸能量吸收结果的图；图15示出了原始挂面纸板样品上的干拉伸强度和湿拉伸强度结果的图；图16示出了原始挂面纸板样品上的干拉伸能量吸收和湿拉伸能量吸收结果的图；图17示出了不同发泡剂在回收挂面纸板样品上的干湿拉伸强度和湿拉伸强度结果的图；图18示出了不同发泡剂在回收挂面纸板样品上的干湿拉伸强度和湿拉伸强度结果的另一图；图19示出了不同发泡剂在回收挂面纸板样品上的干湿拉伸强度和湿拉伸强度结果的另一图；和图20示出了不同发泡剂在回收挂面纸板样品上的干湿拉伸强度和湿拉伸强度结果的另一图。具体实施方式以下详细描述本质上仅仅是说明性的，并不旨在限制主题的实施方案或这些实施方案的施用和使用。如本文所用，词语“示例性的”意味着“用作示例、实例或图示”。因此，本文描述为“示例性”的任何实施方案不一定被解释为相比于其他实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.发泡配制物，其用于制备在将气体掺入到发泡配制物中时具有目标气体含量的泡沫，所述发泡配制物包含：/n基于所述发泡配制物的总重量的约0.001％至约10％的量的至少一种发泡剂，其中所述至少一种发泡剂包括以下的至少一种：/n(a)选自以下的非离子性发泡剂：乙氧基化物、烷氧基化脂肪酸、聚乙氧基酯、甘油酯、多元醇酯、己糖醇酯、脂肪醇、烷氧基化醇、烷氧基化烷基酚、烷氧基化甘油、烷氧基化胺、烷氧基化二胺、脂肪酰胺、脂肪酸烷醇酰胺、烷氧基化酰胺、烷氧基化咪唑、脂肪酰胺氧化物、烷醇胺、烷醇酰胺、聚乙二醇、环氧乙烷和环氧丙烷、EO/PO共聚物及其衍生物、聚酯、烷基糖类、烷基、多糖、烷基葡糖苷、烷基聚葡糖苷、烷基二醇醚、聚氧化烯烷基醚、聚乙烯醇及其衍生物、烷基多糖、以及它们的组合；/n(b)选自以下的两性离子发泡剂或两性发泡剂：月桂基二甲基胺氧化物、椰油酰两性乙酸盐、椰油酰两性二乙酸盐、椰油酰两性丙酸盐、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基甜菜碱、烷基酰胺甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、烷基亚氨基二丙酸盐、氧化胺、氨基酸衍生物、烷基二甲基胺氧化物以及它们的组合；或者/n(c)选自以下的阳离子发泡剂：烷基胺和酰胺及其衍生物、烷基铵、烷氧基化酰胺及其衍生物、脂肪胺和脂肪酰胺及其衍生物、季铵、烷基季铵及其衍生物及其盐、咪唑啉衍生物、碳基铵盐、碳基鏻盐、上述结构的聚合物和共聚物、及它们的组合。/n基于发泡配制物的总量的约0.01％至约50％的量的至少一种合成强度添加剂，其中所述至少一种合成强度添加剂包含阳离子官能团；以及/n水。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180404 US 62/652,788;20180628 US 62/691,1251.发泡配制物，其用于制备在将气体掺入到发泡配制物中时具有目标气体含量的泡沫，所述发泡配制物包含：
基于所述发泡配制物的总重量的约0.001％至约10％的量的至少一种发泡剂，其中所述至少一种发泡剂包括以下的至少一种：
(a)选自以下的非离子性发泡剂：乙氧基化物、烷氧基化脂肪酸、聚乙氧基酯、甘油酯、多元醇酯、己糖醇酯、脂肪醇、烷氧基化醇、烷氧基化烷基酚、烷氧基化甘油、烷氧基化胺、烷氧基化二胺、脂肪酰胺、脂肪酸烷醇酰胺、烷氧基化酰胺、烷氧基化咪唑、脂肪酰胺氧化物、烷醇胺、烷醇酰胺、聚乙二醇、环氧乙烷和环氧丙烷、EO/PO共聚物及其衍生物、聚酯、烷基糖类、烷基、多糖、烷基葡糖苷、烷基聚葡糖苷、烷基二醇醚、聚氧化烯烷基醚、聚乙烯醇及其衍生物、烷基多糖、以及它们的组合；
(b)选自以下的两性离子发泡剂或两性发泡剂：月桂基二甲基胺氧化物、椰油酰两性乙酸盐、椰油酰两性二乙酸盐、椰油酰两性丙酸盐、椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基甜菜碱、烷基酰胺甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、烷基亚氨基二丙酸盐、氧化胺、氨基酸衍生物、烷基二甲基胺氧化物以及它们的组合；或者
(c)选自以下的阳离子发泡剂：烷基胺和酰胺及其衍生物、烷基铵、烷氧基化酰胺及其衍生物、脂肪胺和脂肪酰胺及其衍生物、季铵、烷基季铵及其衍生物及其盐、咪唑啉衍生物、碳基铵盐、碳基鏻盐、上述结构的聚合物和共聚物、及它们的组合。
基于发泡配制物的总量的约0.01％至约50％的量的至少一种合成强度添加剂，其中所述至少一种合成强度添加剂包含阳离子官能团；以及
水。


2.根据权利要求1所述的发泡配制物，其中所述至少一种发泡剂包括聚乙烯醇或聚乙烯醇衍生物。


3.根据权利要求2所述的发泡配制物，其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇衍生物具有在约70％和99.9％之间的水解度。


4.根据权利要求2所述的发泡配制物，其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇衍生物具有在约5000至400,000之间的分子量。


5.根据权利要求2所述的发泡配制物，其中所述聚乙烯醇或聚乙烯醇衍生物在4％固含量和20℃下具有约3至75cP之间的粘度。


6.根据权利要求1所述的发泡配制物，其中包含阳离子官能团的所述至少一种合成强度添加剂基于摩尔数具有约1％至100％的伯胺官能度。


7.根据权利要求1所述的发泡配制物，其中包含阳离子官能团的所述至少一种合成强度添加剂选自：
DADMAC-丙烯酰胺共聚物，进行或不进行随后的乙醛酸化，
具有阳离子基团的丙烯酰胺的聚合物和共聚物，进行或不进行随后的乙醛酸化，所述具有阳离子基团的丙烯酰胺包括AETAC、AETAS、METAC、METAS、APTAC、MAPTAC、DMAEMA或其组合，
含乙烯胺的聚合物和共聚物，
PAE聚合物，
聚乙烯亚胺，
聚DADMAC；多胺，
基于二甲基氨基甲基取代的丙烯酰胺的聚合物，以及
它们的组合；以及
其中DADMAC是二烯丙基二甲基氯化铵，DMAEMA是甲基丙烯酸二甲氨乙酯，AETAC是丙烯酰氧基乙基三甲基氯化物，AETAS为丙烯酰氧基乙基三甲基硫酸酯，METAC是甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化物，METAS是甲基丙烯酰氧基乙基三甲基硫酸酯，APTAC是丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵，MAPTAC为丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵，以及PAE是聚酰胺型胺-环氧氯丙烷聚合物。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗明翔，J·C·加斯特，T·布利斯，Z·希尔，M·尼古拉斯，
申请(专利权)人：索理思科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US