纸加工用组合物和方法技术

本发明专利技术提供一种制造纸或板的方法，所述方法包括形成可包含或可不包含填料的纤维素悬浮体、使所述纤维素悬浮体絮凝、使所述纤维素悬浮体在筛上滤水以形成纸页，其中所述纤维素悬浮体用包含顺序加入或同时加入的含硅材料和有机的阳离子或阴离子水包水或盐溶液包分散体微聚合物的絮凝体系进行絮凝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由纤维素浆料(stock)制造纸和纸板的方法，所述方法采用新的絮凝体系，所述絮凝体系中釆用新的微聚合物技术。
技术介绍
在纸和纸板的制造过程中，纤维素稀浆料在运动筛(常称为抄纸网) 上滤水以形成纸页，然后干燥所述纸页。为了实现纤维素固体的絮凝 及增强在运动筛上的滤水，将水溶性聚合物应用于纤维素悬浮体是众所周知的。为了提高纸的产量，许多现代造纸机均在较高速度下运行。由于 机器速度提高，故大量的重点已放在提高造纸组分的滤水和留着的滤 水和留着系统上。已知增大聚合物助留剂(通常在滤水前即刻加入)的 分子量将倾向于提高滤水速率，但也将有损成形。通过添加单一的聚 合物助留剂可能难以获得留着、滤水、干燥和成形的最佳平衡，因此 一般惯例是顺序或一起添加两种单独的物质。近来为改善造纸过程中的滤水和留着所作的尝试已在该主旋律基 础上有所变化，变化体现在使用不同的聚合物和含硅组分。这些体系 可由多种组分组成。美国专利4,968,435描述了 一种絮凝悬浮固体的7JC^L体的方法， 所述方法包括向^t体中加入每一百万份^L体固体0.1-50,000份不 溶于水的、交联的、阳离子聚合物型絮凝剂的水溶液并与M体混合 以使悬浮固体絮凝和从所述M体中分离絮凝的悬浮固体，所述絮凝 剂的未溶胀数均粒径小于0.5微米，溶液粘度为1.2-1.8厘泊，交联剂 含量高于4摩尔份每一百万份聚合物中存在的单体单元。美国专利5，152，卯3为该专利的延续，描述了一种絮凝悬浮固体的*体的方法，所述方法包括向分散体中加入每一百万份^a体固体0.1-50,000份可溶于水的、交联的、阳离子聚合物型絮凝剂的水溶液并与*体混合，所述絮凝剂的未溶胀数均粒径小于0.5微米，溶液粘 度为1.2-1.8厘泊，交联剂含量高于4摩尔份每一百万份聚合物中存在 的单体单元。美国专利5,167,766还描述了一种制造纸的方法，所述方法包括向 含水纸料(furnish)中加入每吨纸料固体干重0.05-20磅离子型有机交联 聚合物孩沐,所述 :的未溶^^立径小于750纳米，电离度为至少1%, 但如果单独使用阴离子的话为至少5%。美国专利5,171,808为又一实例，其描述了一种组合物，所述组合 物包含仅由至少一种单体的水溶液的聚合衍生的交联的阴离子或两性 聚合物型微聚合物，所述微聚合物的未溶胀数均粒径小于0.75孩￡米， 溶液粘度为至少1.1厘泊，交联剂含量为4摩尔份到4000份每一百万 份聚合物中存在的单体单元，电离度为至少5摩尔％。美国专利5,274,055描述了一种造纸方法，其中当单独地或与高分子量有机聚合物和/或多糖组合地加入直径小于i，ooo纳米(如果交联的话)或直径小于60纳米(如果非交联的话)的离子型有机 :时获得改 进的滤水和留着。在存在和不存在造纸方法中所使用的其他添加剂的 情况下，另外加入的明矾增强了造纸浆料中的滤7jC成形和留着性质。美国专利5,340,865描述了 一种絮凝剂，所述絮凝剂包含油包水乳 液，所述乳液包含油相和7jC相，其中所述油相由燃料油、煤油、无臭 石油溶剂油或其混合物及总HLB在8-11范围内的一种或更多种表面 活性剂组成，其中所述7jc相呈胶束形式并包含由40-99重量份丙烯酰 胺与l-60重量份阳离子单体得到的交联的阳离子聚合物，所述阳离子 单体选自N，N-二烷基Jl^烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、其季盐或酸 盐、N,N-二烷基M烷基丙烯酰胺和曱基丙烯酰胺、其季盐或酸盐、 及二烯丙基二甲基铵盐。胶束的直径小于0.1微米，聚合物的溶液粘 度为1.2-1.8厘泊，N，N-亚甲基双丙烯酰胺的含量为IO摩尔份到1000 摩尔份每一百万份聚合物中存在的单体单元。美国专利5,393,381描述了一种通过向纸浆的纤维悬浮体中加入 水溶性支化阳离子聚丙烯酰胺和膨润土制造纸或板的方法。所述支化 阳离子聚丙烯酰胺通过采用溶液聚合^使丙烯酰胺、阳离子单体、支化 剂和链转移剂的混合物聚合来制备。美国专利5,431,783描述了一种在液体颗粒^L体系中提供改进8的液-固分离性能的方法。所述方法包括向含多个细颗粒的液体体系中加入每喊颗粒干重0.05-10磅直径小于500纳米的离子型有机交联聚合 物微珠和每叱颗粒干重0.05-20磅选自聚乙烯亚胺、改性聚乙烯亚胺和 其混合物的聚合物材料。除上述组合物外，液体体系中也可加入添加 剂如有机离子型多糖以促进颗粒物质从中分离。美国专利5,501,774描述了一种制造填料纸(filled paper )的方法， 所述方法包括提供含填料和纤维素纤维的进料水悬浮体、通过加入阳 离子凝结剂而凝结所述悬浮体中的纤维和填料、通过稀释由凝结的进 料悬浮体组成或形成的浓浆而制备稀浆料水悬浮体、向所述稀浆料或 向形成所述稀浆料的浓浆料中加入阴离子颗粒物质、随后向所述稀浆 料中加入聚合物型助留剂、以及使所述稀浆料滤水以形成纸页并干燥 所述纸页。美国专利5,882,525描述了一种向悬浮固体的^L体如造纸浆料 中施加溶度商高于30%的阳离子型支化水溶性聚合物以释放水的方 法。所述阳离子型支化水溶性聚合物从与美国专利5,393,381相似的成 分通过聚合丙烯酰胺、阳离子单体、支化剂和链转移剂的混合物制备。美国专利4,913,775描述了一种通过形成纤维素水悬浮体、使所述 悬浮体通过一个或更多个选自清洗、混合和泵送的剪切段、^_所述悬 浮体滤水以形成纸页和干燥所述纸页而生产纸或纸板的方法。经滤水 的悬浮体包含作为絮凝剂或助留剂的有机聚合物材料和在一个剪切段 后加到悬浮体中的量为至少0.03。/。的包含膨润土的无机材料。所述有 机聚合物助留剂或絮凝剂包含基本线形的合成的阳离子聚合物，其分 子量高于500,000，电荷密度为至少0.2当量氮每千克聚合物。所述有 机聚合物助留剂或絮凝剂在剪切段前以使絮凝物形成的量加到悬浮体 中。絮凝物被剪切作用破坏而形成微絮凝物，微絮凝物抵抗剪切作用 下的进一 步降解且微絮凝物携带足够的阳离子电荷以与膨润土相互作 用而赋予比当在最后的高剪切点后单独加入聚合物时可获得的更好的 留着。该方法由Ciba Specialty Chemicals以注册商标Hydrocol商品 化。美国专利5,958,188还描述了一种通过双重可溶性聚合物(dual soluble polymer)工艺生产纸的方法，其中通常含明矾或阳离子凝结 剂的纤维素悬浮体首先用高特性粘度(IV)阳离子型合成聚合物或阳离9子淀粉絮凝，并且在剪切后，所述悬浮体通#入特性粘度高于3分 升每克且0.005赫兹下的tan8为至少0.5的支化阴离子型水溶性聚合 物而再次絮凝。美国专利6,310,157描述了一种双重可溶性聚合物工艺，其中通常 含明矾或阳离子凝结剂的纤维素悬浮体首先用高IV阳离子型合成聚 合物或阳离子淀粉絮凝，并且在剪切后，所述悬浮体通过加入IV高于 3dl/g且0.005Hz下的tan8为至少0.5的支化阴离子型水溶性聚合物而 再次絮凝。该工艺提供成形、留着和滤水的改进组合。美国专利6,391,156描述了一种生产纸或纸板的方法，所述方法包 括形成纤维素悬浮体、絮凝悬浮体、使悬浮体在筛上滤水以形成纸页 和随后干燥所述纸页，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造纸或纸板的方法，所述方法包括：　形成纤维素悬浮体；　通过加入包含含硅材料和有机的水溶性阴离子或阳离子水包水或分散体微聚合物组合物的絮凝体系来絮凝所述纤维素悬浮体，其中所述含硅材料和所述有机微聚合物同时加入或顺序加入；　 　使所述纤维素悬浮体在筛上滤水以形成纸页；和　干燥所述纸页。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-14 11/531,9111. 一种制造纸或纸板的方法，所述方法包括形成纤维素悬浮体；通过加入包含含硅材料和有机的水溶性阴离子或阳离子水包水或分散体微聚合物组合物的絮凝体系来絮凝所述纤维素悬浮体，其中所述含硅材料和所述有机微聚合物同时加入或顺序加入；使所述纤维素悬浮体在筛上滤水以形成纸页；和干燥所述纸页。2. 权利要求l的方法，其中所述M体微聚合物组合物的比浓粘 度高于或等于0.2分升每克并包含5-30重量％的高分子量微聚合物和 5-30重量％的无机凝结性盐。3. 权利要求l的方法，其中所述*^#聚合物组合物通过在盐 的水溶液中引发可聚合单体的聚合以形成有机微聚合物分散体而制 备，所得*体的比浓粘度高于或等于0.2分升每克。4. 权利要求2的方法，其中所述盐溶液为无机多价离子盐的水溶 液，并且其中所述盐溶液中的单体混合物包含占单体总重量的1-30重 量％的*剂聚合物，所述介軟剂聚合物为水溶性的阴离子或阳离子 聚合物，其可溶于所述多价离子盐的水溶液中。5. 权利要求4的方法，其中所述无机多价离子盐包含铝、钾或钠 阳离子和疏酸根、硝酸根、磷酸根或氯根阴离子。6. 权利要求2的方法，其中所述M体微聚合物组合物的溶液粘 度高于或等于0.5厘泊(毫帕-秒)。7. 权利要求2的方法，其中所述^体微聚合物组合物溶液的电 离度为至少5.0%。8. 权利要求l的方法，其中所述水包7jC微聚合物组合物包含比浓 粘度高于或等于0.2dl/g的高分子量相并在比浓粘度低于4dl/g的有机 凝结剂中合成。9. 权利要求8的方法，其中所述水包水孩吏聚合物组合物通过在低 分子量凝结剂水溶液中引发可聚合单体的含水混合物的聚合以形成比浓粘度高于或等于0.2dl/g的有机水包7jC微聚合物而制备。10. 权利要求8的方法，其中所述水包7JC溶液为凝结剂的水溶液， 并且其中所述凝结剂溶液中的单体混合物包含占单体总重量的1-30重 量％的*剂聚合物，所述^lt剂聚合物为水溶性的阴离子或阳离子 聚合物，其可溶于所述凝结剂的水溶液中。11. 权利要求10的方法，其中所述凝结剂具有至少一个选自醚、 羟基、羧基、砜、硫酸酯-、氨基、酰氨基、亚氨基、叔氨基和/或季铵 基的官能团。12. 权利要求11的方法，其中所述凝结剂为聚DIMAPA或聚 DADMAC。13. 权利要求8的方法，其中所述水包7jC微聚合物组合物的溶液 粘度高于或等于0.5厘泊。14. 权利要求8的方法，其中所述水包7jC微聚合物组合物的电离 度为至少5.0%。15. 权利要求2或8的方法，其中所述单体为丙烯酰胺、曱基丙 烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸二曱基氨基乙酯甲基季铵氯 化物盐、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基季铵氯化物盐、丙烯酰胺丙 基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、丙烯酸、甲基丙 烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸铵、或包含前述单体中 的至少一种的组合。16. 权利要求15的方法，其中所述单体包含高于或等于单体总摩 尔数的2摩尔％的阳离子或阴离子单体。17. 权利要求1的方法，其中所述含硅材料为基于二氧化硅的阴 离子微颗粒或纳米颗粒材料。18. 权利要求l的方法，其中所述含硅材料为膨润土。19. 权利要求1的方法，其中所述含硅材料包含基于二氧化硅的 颗粒、二氧化珪微凝胶、胶态二氧化硅、二氧化硅溶胶、二氧化硅凝 胶、聚硅酸盐、铝硅酸盐、聚铝硅酸盐、硼硅酸盐、聚硼硅酸盐、沸 石、膨胀性粘土及其组合，且其中所述含硅材料为选自锂蒙脱石、蒙 脱石、蒙脱土、绿脱石、皂石、锌蒙脱石、hormite、绿坡缕石、合成 粘土、海泡石或包含前述材料中的至少一种的组合的材料。20. 权利要求1的方法，其中所述有机微聚合物和所述无机含硅 材料顺序地或同时地引入所述纤维素悬浮体中。21. 权利要求1的方法，其中所述含硅材料先于所述有机微聚合 物引入到所述悬浮体中。22. 权利要求1的方法，其中所述有机微聚合物先于所述含硅材 料引入到所述悬浮体中。23. 权利要求1的方法，其中所述纤维素悬浮体在引入所述含硅 材料和所述有机微聚合物之前通过引入絮凝剂进行处理。24. 权利要求23的方法，其中所述絮凝剂为阳离子材料、无机材 料及其组合，其中所述阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：马可萨维奥波尔韦拉里，克里斯托弗迈克尔刘易斯，马修杰拉尔德法比安，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]