制造纸或纸板的方法和获自该方法的纸或纸板及阳离子乳液聚合物在纸或纸板制造中的用途技术

一种用于制造纸或纸板的方法，在该方法中，将阳离子聚合物的转化溶液加入纤维悬浮液中以提供保留增强而不会过度絮凝纤维原料和破坏纸张形成和/或改进滤水并增强或至少保持纸或纸板的强度。转化溶液在0.2重量％阳离子聚合物浓度下的体积粘度为50

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造纸或纸板的方法和获自该方法的纸或纸板及阳离子乳液聚合物在纸或纸板制造中的用途


[0001]本专利技术涉及一种用于制造纸或纸板的方法，以及包含阳离子聚合物的反相乳液的转化溶液在根据下文呈现的独立权利要求的纸和/或纸板的制造中用于改进保留和/或滤水的用途。本专利技术还涉及通过根据本专利技术的方法获得的纸或纸板。

技术介绍

[0002]再生纤维材料通常用作纸或纸板的原材料。除纤维之外，再生纤维材料还包含许多其他物质。颗粒异物在碎浆机或在筛选中从纸浆中分离。一些物质自然保留在纤维上，不会干扰该过程。其他物质如胶粘物，可以在筛选时从纸浆中分离，并且至少部分地从该过程中去除。
[0003]通常，再生纤维材料包含具有低分子量的淀粉。这种淀粉来源于纸或纸板的表面施胶。淀粉在纤维上的保留较差，因为其通常完全不带电荷或带有轻微的阴离子电荷，而且由于其尺寸小，在筛选时也不能有效分离。因此，低分子量淀粉保留在制浆过程的水循环中或与筛网流出物一起被去除至废水处理。在水循环中，淀粉增加了微生物生长的风险，因为其是适于各种微生物的营养物质。微生物可能会影响造纸化学的功能和最终产品的质量。高微生物活性可以降低pH并对湿部化学有显著影响。水箱和机架表面上的粘液形成、生物膜会导致纸张缺陷如斑点和孔洞，或者在粘液块脱落时纸幅断裂。再生纤维材料中低分子量淀粉的量可以相对较高，例如为再生纤维总重量的1％
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3％。当淀粉在纸浆制备过程中流失到水循环中时，该过程的产量自然会下降。因此，防止淀粉富集到水循环中并帮助其保留在再生纤维中的方法将提供许多优点。
[0004]在纸和纸板的制造中，使用再生纤维材料作为原材料也是疏水性物质(所谓的胶粘物)的主要来源。虽然在再生纤维原材料的制浆过程中去除了一些甚至大部分这些疏水性物质，但仍有大量物质被带到纸或纸板的制造过程中。在脱墨或其他再生纤维加工阶段未去除且未被筛网截留的疏水性物质进入造纸机或纸板机并在过程水中循环。由于环保意识和法规的提高，造纸过程变得越来越封闭，使用的淡水越来越少。这会导致干扰物质(包括疏水性物质)在纤维悬浮液和过程水中大量积聚。这些物质可能会聚集成更大的疏水颗粒，从而形成沉积物。
[0005]除了再生纤维材料之外，涂覆损纸的再生也会引起与上述再生纤维材料类似的问题。如果不加以控制，造纸系统中的涂覆损纸污染物沉积会引起严重的操作问题。在大多数涂覆高级纸厂中，涂覆损纸被再制浆并用作配浆来源。与再生涂覆损纸有关的最困难的问题来自粘合剂材料，有时与颜料或填料结合，因为这些聚合物和它们所附着的材料是粘性沉积物的来源。这些粘性沉积物在循环回造纸机操作时会造成困难。
[0006]使用高速机器的现代造纸过程对干扰非常敏感。限制高速造纸机生产率的重要因素之一是沉积物的形成。形成的沉积物可能会导致纸幅断裂，因此作为预防措施，受影响最严重的表面(如烘缸、压光机、丝线和毛毡)需要定期清洗和清洁，这会导致停机和生产损
失。
[0007]循环的疏水性物质可以通过在造纸过程中添加化学品来控制，以在疏水粒子周围建立亲水材料的边界层，以减少它们的沉积趋势，即使它们不那么粘。表面活性剂和分散剂可以增强疏水小粒子的胶体稳定性，防止它们在表面聚集和沉积。阳离子高电荷聚合物，如二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的均聚物，通常用作固着剂，通过固着来控制疏水性物质，如沥青和胶粘物。非离子聚合物(如聚乙烯醇)和共聚物(如聚丙烯酰胺
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乙酸乙烯酯)已被用于通过脱粘来控制胶粘物。明矾、淀粉和低分子量阳离子混凝剂通常用于沉积物控制，因为它们可以通过复合物的形成至少部分地中和阴离子垃圾和有害物质，包括沥青和胶粘物。然而，已经观察到这些复合物可能在该过程中变得浓缩并导致进一步的沉积问题。
[0008]常规的助留剂聚合物，如常规的聚丙烯酰胺乳液也具有相对较高的分子量值，这限制了它们的剂量以避免湿部中的纤维原料过度絮凝。众所周知，过度絮凝会损害纸的形成并对纸强度产生负面影响。通常，常规的聚丙烯酰胺乳液的分子量值在1000万
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2000万道尔顿的范围内，这对应于聚合物标准粘度>4.5mPas。
[0009]需要在纸和/或纸板的制造中使用的简单的添加剂及其施加系统，其提供增强的保留而不会过度絮凝纤维原料和破坏纸张形成，并且还增强或至少保持纸或纸板的强度。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是减少甚至消除现有技术中出现的上述问题。
[0011]本专利技术的特别的目的是提供用于制造纸或纸板的方法，以在纸和/或纸板的制造过程中改进染料、疏水剂、淀粉和/或填料的保留和/或固着。此外，本专利技术的一个目的是提供有效的方法用于消除或控制例如由纸或纸板制造过程中的疏水性物质引起的沉积物形成。本专利技术的目的还在于提供用于改进纸和/或纸板制造中的滤水的方法。
[0012]本专利技术的目的还在于提供更简单的施加系统(泵送(pump and go))，特别是用于稠浆施加或涂覆损纸处理而无需常规的聚合物老化罐。
[0013]根据另一方面，本专利技术的目的是提供一种用于在纸或纸板制造中提高施胶效率的方法。
[0014]为了实现上述目的，本专利技术的特征在于所附独立权利要求的特征部分中所呈现的内容。
[0015]本专利技术的一些优选实施方案将在其他权利要求中描述。
[0016]本文中提及的实施方案和优点在适用的情况下涉及根据本专利技术的产品、方法以及用途，尽管并不总是特别提及。
[0017]根据本专利技术的用于制造纸或纸板的典型方法，其中纤维网由纤维的水性悬浮液形成，该方法包括：
[0018]‑
提供水性纤维悬浮液，其包含再生纤维材料和/或涂覆损纸，
[0019]‑
可选地稀释水性纤维悬浮液，
[0020]‑
将水性纤维悬浮液输送到流浆箱(headbox)，在丝网上将水性纤维悬浮液滤水以形成湿纤维网，以及
[0021]‑
压制和干燥湿纤维网以获得纸或纸板幅，
[0022]其中在将纤维悬浮液输送到流浆箱之前，将阳离子乳液聚合物的转化溶液添加到
稠度高于20g/l的纤维悬浮液中，该转化溶液在0.2重量％的阳离子聚合物浓度下具有50
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150mPas的体积粘度并且该转化溶液包含转化为水溶液的阳离子乳液聚合物，所述阳离子乳液聚合物具有通过布氏粘度计使用UL适配器在25℃下在0.1重量％的1M氯化钠的聚合物溶液中测量的1.5
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3.5mPas的标准粘度，并且所述阳离子乳液聚合物通过单体共混物的反相乳液聚合获得，该单体共混物包含非离子单体、15
‑
50摩尔％的阳离子单体、可选至多50ppm的交联剂和链转移剂。
[0023]根据本专利技术，体积粘度为50至150mPas、阳离子聚合物浓度为0.2重量％的阳离子乳液聚合物的转化溶液通常用作纸张和/或纸板制造中改进染料、疏水剂、淀粉和/或填料的保留和/或固着的固着剂，和/或作为改进滤水的添加剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造纸或纸板的方法，其中由纤维的水性悬浮液形成纤维网，所述方法包括：
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提供水性纤维悬浮液，所述水性纤维悬浮液包含再生纤维材料和/或涂覆损纸，
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可选地稀释所述水性纤维悬浮液，
‑
将所述水性纤维悬浮液输送到流浆箱，在丝网上将所述水性纤维悬浮液滤水以形成湿纤维网，以及
‑
压制和干燥所述湿纤维网以获得纸幅或纸板幅，其中在将所述纤维悬浮液输送到流浆箱之前，将阳离子聚合物的反相乳液的转化溶液加入稠度高于20g/l的所述纤维悬浮液中，所述转化溶液在0.2重量％的阳离子聚合物浓度下的体积粘度为50
‑
150mPas并且所述转化溶液包含具有1.5
‑
3.5mPas的标准粘度的阳离子聚合物的反相乳液，所述标准粘度通过布氏粘度计使用UL适配器在25℃下在0.1重量％的1M NaCl的聚合物溶液中测量，并且所述阳离子聚合物通过单体共混物的反相乳液聚合获得，所述单体共混物包含非离子单体、15
‑
50摩尔％的阳离子单体、可选至多50ppm的交联剂和链转移剂。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在pH 7下，所述阳离子聚合物的阳离子净电荷在1.1
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4.5meq/g(干)的范围内，优选1.5
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4.5meq/g(干)，更优选3.5
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4.5meq/g(干)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过布氏粘度计使用UL适配器在25℃下在0.1重量％的1M NaCl的聚合物溶液中测量的，所述阳离子聚合物的反相乳液的标准粘度为1.7
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3.3mPas，优选1.7
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3.0mPas，更优选1.7
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2.5mPas，甚至更优选1.7
‑
2.0。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述交联剂的量优选在5
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30ppm的范围内。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述单体共混物包含一种或多种烯属不饱和单体。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述阳离子单体包括选自以下中的一种或多种：二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵；N,N
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二烷基氨基烷基化合物的甲基丙烯酸酯；以及其季胺化物和盐，如N,N
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二甲氨基乙基丙烯酸甲酯氯盐；N,N
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二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺的单体；以及其盐和季胺化物，如N,N
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二烷基氨基乙基丙烯酰胺；甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵；1
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甲基丙烯酰
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甲基哌嗪等。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非离子单体包含选自以下中的一种或多种：丙烯酰胺；甲基丙烯酰胺；N
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烷基丙烯酰胺如N
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甲基丙烯酰胺，N,N
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二烷基丙烯酰胺如N,N
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二甲基丙烯酰胺；丙烯酸甲酯；甲基丙烯酸甲酯；丙烯腈；N
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乙烯基甲基乙酰胺或甲酰胺；N
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乙酸乙烯酯或乙烯基吡咯烷酮等。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于干纸或纸板，所述纤维悬浮液包含至少50重量％、优选至少60重量％、更优选至少70重量％、或甚至更优选至少80重量％或100重量％的再生纤维材料和/或涂覆损纸。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述转化溶液加入稠度高于30g/l的纤维悬浮液中。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述转化溶液的一部分加入稠度低于20g/l的纤维悬浮液中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗玉萍，珍妮弗，
申请(专利权)人：凯米拉公司，
类型：发明
国别省市：