本发明专利技术涉及造纸领域。更特别地，本发明专利技术涉及在造纸过程的湿部中使用新的干强剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及造纸领域。更特别地，本专利技术涉及在造纸过程的湿部(湿端)中使用新的干强剂。传统上，在纸张生产过程的湿部(湿端)中使用阳离子淀粉作为干强剂。由于在纤维素纤维和填料上存在阴离子基团，因此阳离子淀粉与纤维和填料结合。这种静电相互作用还会改善在纸张中在筛网上的纤维素纤维和填料两者的保留。除了作为干强剂和保留载体之外，阳离子湿部淀粉还用于在湿部中的烯基琥珀酸酐(ASA)乳化。使用阳离子淀粉的一个严重缺点在于它会限制能够使用的阳离子淀粉的量。向纤维中添加阳离子淀粉会引起在纤维素纤维和填料上阴离子电荷的中和并最终过充电(电荷过载，overcharging)，从而产生总的阳离子电荷。这必须被避免，因为过充电会导致造纸机的湿部性能、总保留和形成的显著降低。在造纸工业中，对干强度存在的需求增加。此需求是以下趋势的结果使用更便宜和/或二次纤维素纤维(secondary cellulose fibre)、在纸张中填料含量增加以及使用预计量施胶机(预计量施胶压榨，pre-metering size press)。因此，存在对新的湿部淀粉的需要增加，其允许增加在湿部中的添加水平而没有对纤维素纤维和填料过充电的风险。根据本专利技术，已令人惊讶地发现，使用疏水淀粉作为干强剂可以避免在纤维素纤维和填料上的阴离子电荷的中和，同时具有与纤维素纤维和填料的强结合亲和力，从而对纸张强度提供所需要的贡献。疏水淀粉用作干强剂并不会对在造纸过程的湿部中的总电荷平衡具有任何实质影响。因此，其可以以比常规干强剂更高的量使用而没有干扰造纸机的湿部性能、总保留和形成。疏水基团对于含水环境具有低的亲和力。当被加入水中时，疏水基团表现出避免与水分子接触的强烈倾向。在固体颗粒存在的情况下，如在造纸中所使用的纤维素纤维和填料材料，已发现，疏水淀粉倾向于吸附到这些颗粒而不是停留在水相中。不希望受限于理论，假定这种行为可以解释在造纸的湿部中作为干强剂的疏水淀粉的结合能力和性能。国际专利申请WO 99/55964披露了用于由包含纤维素纤维的悬浮液来生产纸的方法，该方法包括将包含阳离子或两性多糖的排出和助留剂(drainage and retention aid)加入悬浮液中，在丝上使悬浮液形成和脱水，其中阳离子多糖具有疏水基团。对于多糖，阴离子基团的取代度(取代程度)(DS)是0至0.2。然而，多糖还被阳离子基团取代并且阳离子基团的DS是0. 01至0. 5，优选0. 025至0. 2。阳离子基团的DS总是高于阴离子基团的DS，使得这些多糖整体上带阳离子电荷。因而，与纤维的结合机制仍然按照电荷相互作用机制。国际专利申请WO 2004/031478披露了包含多糖的阳离子化多糖产物，所述多糖具有至少一个具有芳族基团的第一取代基和至少一个没有芳族基团的第二取代基，其中存在的第一取代基和第二取代基的摩尔比率在10 1至1 10的范围内。还披露了一种，其中将阳离子化多糖加入到包含纤维素纤维的水悬浮液中。脂族基团的疏水性取决于碳原子的数目。与具有相同数目的碳原子的芳族基团相比，脂族碳链是更加疏水的。根据本专利技术，已令人惊讶地发现，具有在0至-0. 09μ eq/mg之间总负电荷密度的带有脂族碳链的疏水性阴离子淀粉对湿部中的固体颗粒呈现高亲和力。 因此，根据本专利技术，优选具有在0至-0. 09 μ eq/mg之间总负电荷密度的疏水淀粉，以及更优选具有在-0. 005至-0. 07 μ eq/mg之间总负电荷密度的这样的淀粉。根据本专利技术的干强剂是疏水淀粉，所述疏水淀粉基本上可以来源于任何植物来源。可以使用根或块茎淀粉(root or tuber starches)两者，如木薯或马铃薯淀粉，以及谷物和水果淀粉，如玉米、大米、小麦或大麦淀粉。还可以使用豆类淀粉(legume starches), 如豌豆或扁豆淀粉。在一个优选的实施方式中，淀粉是根或块茎淀粉，更优选马铃薯或木薯淀粉。天然淀粉通常具有或多或少固定比率的淀粉的两种成分，直链淀粉和支链淀粉。 在一些淀粉如玉米或大米淀粉中，存在自然发生的变化，其基本上仅包含支链淀粉。还可以使用这些淀粉，其通常称作蜡质淀粉。在其它淀粉如马铃薯或木薯淀粉中，存在遗传修饰或突变体品种，其同样基本上仅包含支链淀粉。应当明了，这些品种的使用也在本专利技术的范围内，基于淀粉的干重，所述品种通常包含大于80wt. %、优选大于95wt. %的支链淀粉。最后，作为高直链淀粉的淀粉品种，如高直链淀粉马铃薯淀粉，也可以用于制备根据本专利技术的干强剂。根据本专利技术，可以使用所有直链淀粉与支链淀粉比率的淀粉。然而，优选的是，使用具有有规律的或增加的支链淀粉含量的淀粉。用于制备根据本专利技术的疏水淀粉的淀粉优选是天然淀粉。然而，如果需要的话，可以通过本领域已知的任何方法，如在引入疏水基团以前或在引入疏水基团同时的酸性降解或氧化，来降低或增加淀粉的分子量。根据本专利技术，疏水淀粉是已通过用疏水性试剂醚化、酯化或酰胺化而改性的淀粉， 上述疏水性试剂包含脂族和/或芳族基团，并具有4-M个碳原子，优选7-20个碳原子，更优选12个碳原子。优选的是，疏水性试剂基于脂族基团。可以通过借助于醚、酯或酰胺基团将疏水性取代基连接于淀粉来制备疏水淀粉。 当经由醚键将疏水基团连接于淀粉时，疏水性试剂优选包含卤化物、卤代醇、环氧化物或缩水甘油基基团作为反应活性部位。试剂的烷基链可以从4-M个碳原子，优选从7-20个碳原子变化。提供醚键的疏水性试剂的适宜实例是十六烷基溴、月桂基溴、环氧丁烷、环氧化大豆脂肪醇、环氧化亚麻仁脂肪醇、烯丙基缩水甘油醚、丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、 癸烷缩水甘油醚、月桂基缩水甘油醚、月桂基苯基缩水甘油醚、肉豆蔻(酰)基缩水甘油醚、 十六烷基缩水甘油醚、棕榈基缩水甘油醚、硬脂基缩水甘油醚、亚油基缩水甘油醚(linolyl glycidyl ether)以及它们的混合物。可以用来与根据本专利技术的淀粉反应的其它醚化剂是包含至少4个碳原子的烷基卤，如1-溴癸烷、10-溴-1-癸醇、以及1-溴十二烷。在一个优选的实施方式中，引入带电的疏水基团。可以通过淀粉与包含季铵基团的试剂例如1-氯-2-羟基丙基三烷基铵盐或缩水甘油基三烷基铵盐的反应经由醚键来连接疏水性阳离子基团。这种季铵基团的烷基链可以从I-M个碳原子，优选从7-20个碳原子变化，其中季铵基团的烷基链中的至少一个包含4-M个碳原子。优选地，其它烷基链具有少于7个碳原子。例如，可以使用(3-氯-2-羟基丙基)二甲基十二烷基铵盐、1-氯-2-羟基丙基二甲基月桂基铵盐、1-氯-2-羟基丙基二甲基肉豆蔻(酰)基铵盐、1-氯-2-羟基丙基二甲基十六烷基(铵盐)、1_氯-2-羟基丙基二甲基硬脂基(铵盐)、缩水甘油基二甲基月桂基铵盐、缩水甘油基二甲基肉豆蔻(酰)基铵盐、缩水甘油基二甲基十六烷基铵盐、 缩水甘油基二甲基硬脂基铵盐、二烷基氨基乙基卤、或上述的混合物作为疏水性阳离子化试剂。可以通过与叔铵基团如氯乙基二烷基胺盐酸盐的反应来引入疏水性阳离子基团。这种叔铵基团的烷基链可以从1至对个碳原子变化。可以类似于在EP-A-O 189 935中所披露的过程，进行用于引入疏水性阳离子基团的反应。可以采用2-氯-氨基二烷基酸作为试剂来连接疏水性阴离本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于造纸的方法，包括：提供纤维素纤维、合成纤维、或它们的组合、以及可选的填料的水悬浮液，向所述悬浮液中加入干强剂，其中，所述干强剂是已通过用疏水性试剂醚化、酯化或酰胺化而改性的疏水淀粉，所述疏水性试剂包含脂族和／或芳族基团，具有４－２４个碳原子，使得所述淀粉的取代度（ＤＳ）为０．０００１至０．０１，以及在丝上使所述悬浮液形成和脱水以获得纸张。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·阿尔贝特·威勒马，
申请(专利权)人：艾维贝无限合伙公司，
类型：发明
国别省市：NL
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