经处理的基材及其生产方法技术

本发明专利技术提供了经处理的基材及其形成方法。在一个示例性实施方案中，经处理的基材包含木质纤维素和固定至木质纤维素以形成经处理的基材的聚合物。所述聚合物包含能够在琥珀酸酐和琥珀酸部分之间可逆地变化的琥珀酸类部分。所述经处理的基材具有约3牛顿

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】Fibrous Sheet,2003年6月17日)和科学文献(Xu,G.G.；Yang,C.Q.；Deng,Y.Effects of Poly(vinyl Alcohol)on the Strength of Kraft Paper Crosslinked by a Polycarboxylic Acid.J.Pulp Paper Sci.2001,27,14
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17；Yang,C.Q.；Xu,Y.；Wang,D.FT
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IR Spectroscopy Study of the Polycarboxylic Acids Used for Paper Wet Strength Improvement.Ind.Eng.Chem.Res.1996,35,4037
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4042)中均报道了马来酸酐共聚物赋予高湿强度。该文献表明此类处理导致产品不易再制浆。湿拉伸指数为约3牛顿
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米/克或更高的纸浆难以再制浆，其中湿拉伸指数较低的纸浆更适合在造纸过程之前在碎浆机中快速分散。术语“纸浆”可以指干燥的产物和不具有湿拉伸指数的湿悬浮液二者。在实验室造纸过程中形成的纸浆片确实具有湿拉伸指数。
[0009]因此，经处理的基材和处理此类基材以产生具有增加的表面电荷的木质纤维素的方法是令人期望的。此外，湿拉伸指数为约3牛顿
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米/克或更小的经处理的基材应当适合造纸工艺。此外，结合附图和本
技术介绍
，其他期望的特征和特性将从随后的详细描述和所附权利要求变得显而易见。

技术实现思路
/>[0010]提供了经处理的基材及其形成方法。在一个示例性实施方案中，经处理的基材包含木质纤维素和固定至木质纤维素以形成经处理的基材的聚合物。聚合物包含能够在琥珀酸酐和琥珀酸部分之间可逆地变化的琥珀酸类部分。经处理的基材具有约3牛顿
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米/克或更小的湿拉伸指数。
[0011]在另一个实施方案中，经处理的基材包含木质纤维素和固定至木质纤维素以形成经处理的基材的聚合物。聚合物包括聚(乙烯
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共
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马来酸)，并且经处理的基材具有约3牛顿
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米/克或更小的湿拉伸指数。经处理的基材具有固定的Г
f
值，该值表示固定至经处理的基材的聚合物的量，以每克干燥的经处理的基材聚合物的可滴定羧基的毫当量来测量。该固定的Г值为每克干燥的经处理的基材约0.001毫当量或更大。
[0012]在又一个实施方案中，提供了一种形成经处理的基材的方法。所述方法包括将聚合物成分施用于未处理的基材以形成聚合物基材组合。未处理的基材包含木质纤维素，并且聚合物成分包括具有能够在琥珀酸酐和琥珀酸部分之间可逆地变化的琥珀酸类部分的聚合物。通过将聚合物基材组合加热至约100℃或更高的固化温度并持续一定的固化时间来将聚合物固定至未处理的基材以形成经处理的基材。当经处理的基材的湿拉伸指数为约3牛顿
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米/克或更小时，并且当经处理的基材的固定的Г值为每克干燥的经处理的基材约0.001毫当量或更大时，终止对聚合物基材组合的加热。固定的Г值表示固定至经处理的基材的聚合物的量，以每克干燥的经处理的基材聚合物的可滴定羧基的毫当量来测量。
附图说明
[0013]下面将结合附图对本公开进行描述，其中相同的数字表示相同的要素，并且：
[0014]图1和图2是用于生产经处理的基材的方法的不同实施方案以及经处理的基材的示意图；和
[0015]图3
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11是示出了影响本公开的结果的各个方面和因素的实验结果的图表。
具体实施方式
[0016]下面的详细描述本质上仅仅是示例性的并且不旨在限制所描述的实施方案的应用或用途。此外，无意于受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下具体实施方式中提出的任何理论的约束。
[0017]用具有琥珀酸部分的聚合物处理未处理的纤维素基材以提供可带电荷的表面羧酸部分。将聚合物成分施用于未处理的基材，并且通过加热将聚合物固定至木质纤维素以产生经处理的基材。具有固定的聚合物的经处理的基材在固化过程期间至少部分干燥。将聚合物固定至木质纤维素，其中聚合物可用酯键共价键合或物理粘附至木质纤维素，使得聚合物在后续加工中与木质纤维素一起保留，并增加由经处理的基材制成的纸的强度。然而，经处理的纤维素基材往往具有高湿拉伸指数，这使得干燥的经处理的基材的再制浆变得困难。不受理论的束缚，但据推测，将聚合物固定至经处理的基材的工艺条件也用于将琥珀酸部分从琥珀酸形式转化为琥珀酸酐形式，或者使固定的聚合物交联以在纤维与纤维接触点处形成纤维之间的交联网络。已经发现，如果控制固化过程，则可以将聚合物固定至木质纤维素，同时限制湿拉伸指数的增加，因此避免了琥珀酸形式向琥珀酸酐形式的大量转化。在各种实施方案中，可以利用许多不同的设备配置将聚合物固定至基材，由此确定了可测量参数来指示固化过程中提供了高固定产率和仍处于可接受的低值的湿拉伸指数的加热条件。该可测量参数是经处理的基材的βГ乘积(βГ
a
)，在下面的公开中对其进行更全面定义。
[0018]参考图1，未处理的基材10包括木质纤维素，其中木质纤维素可包括纤维素、半纤维素、木质素和其他材料。木质纤维素是一种植物生物质。在一个示例性实施方案中，未处理的基材10主要包含木纸浆，并且在一些实施方案中可以包含牛皮纸浆。如本文所用，术语“主要包含”是指基于指定材料的总重量，指定组分占指定材料的约50重量％或更多。在一个示例性实施方案中，未处理的基材10是用于造纸的原材料，并且可以由木材、棉花或其他纤维作物、或已知提供适合于造纸工艺的纸浆的其他材料形成。在一个示例性实施方案中，基于干燥的未处理的基材10的总重量，未处理的基材10可以包括约25至约100重量％的木质纤维素。在各种实施方案中，其他材料也可以存在于未处理的基材10中。
[0019]在一个示例性实施方案中，在聚合物施用过程20中将聚合物成分12和未处理的基材10组合以形成聚合物基材组合8。聚合物成分12可以如图2的示例性实施方案中所示以干法或以如图1的示例性实施方案中所示并继续参考图2以湿法施用于未处理的基材10。在干法中，将有限量的聚合物成分12添加至未处理的基材10，使得水含量保持较低，诸如，基于未处理的基材的干重，水分小于约75％。可以利用干处理工艺的一些实施方案包括涂层施用工艺、施胶机施用或喷涂。
[0020]在替代性实施方案中，在湿法中将聚合物成分12添加至未处理的基材10中以形成聚合物基材组合8，其中未处理的基材10和聚合物成分12包括大量的水。可以利用湿法的一些示例性实施方案包括纸浆干燥机流浆箱、纸浆池、或进入流过管道的纸浆流中。一般而言，在聚合物施用过程20期间，基于聚合物基材组合8的重量(包括聚合物基材组合8中存在的任何水)，聚合物基材组合8中的水量可以在约0％至约99.9％水之间变化。聚合物基材组合8中存在的水量并不重要。
[0021]聚合物成分12包括聚合物，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种经处理的基材，其包含：木质纤维素；固定至木质纤维素以形成经处理的基材的聚合物，其中所述聚合物包含能够在琥珀酸酐部分和琥珀酸部分之间可逆地变化的琥珀酸类部分，其中所述经处理的基材具有约3牛顿
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米/克或更小的湿拉伸指数。2.根据权利要求1所述的经处理的基材，其中：所述聚合物包含马来酸酐、马来酸或其组合与选自以下的单体的共聚物：丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸、丙烯酰氨基甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基铵盐、丙烯酰乙基三甲基铵盐、丙烯酰乙基二甲基胺、乙基丙烯酰乙基三甲基铵盐、乙基丙烯酰乙基二甲基胺、甲基丙烯酰乙基三甲基铵盐、甲基丙烯酰乙基二甲基胺、丙烯酰氨基丙基三甲基铵盐、丙烯酰氨基丙基二甲基胺、甲基丙烯酰氨基丙基三甲基铵盐、甲基丙烯酰氨基丙基二甲基胺、乙烯基甲酰胺、乙烯基胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N
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烷基丙烯酰胺、乙烯基甲酰胺、乙烯、甲基乙烯基醚、十八碳烯、苯乙烯、异丁烯及其混合物。3.根据权利要求1所述的经处理的基材，其中：所述聚合物选自聚(乙烯
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共
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马来酸)、聚(丁二烯
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共
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马来酸)及其组合。4.根据权利要求1所述的经处理的基材，其中所述聚合物为由马来酸或马来酸酐形成的均聚物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的经处理的基材，其中：固定的Г(Гf)值表示固定至所述经处理的基材的聚合物的量，以每克干燥的经处理的基材聚合物可滴定羧基的毫当量来测量，并且其中所述Г
f
值为每克干燥的经处理的基材至少约0.001毫当量。6.根据权利要求1至4中任一项所述的经处理的基材，其中：所述经处理的基材包含木纸浆。7.根据权利要求1至4中任一项所述的经处理的基材，其中：所述基材包含牛皮纸浆。8.根据权利要求1至4中任一项所述的经处理的基材，其中所述聚合物具有约2至约10,000千道尔顿的重均分子量。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：索理思科技开曼公司，
类型：发明
国别省市：