制造纸和纸板时增强淀粉在打浆纤维素物质中的优越性的方法技术

本发明专利技术涉及一种在制造纸或纸板时增强淀粉在打浆的纤维素物质中的优越性的方法，所述打浆优选为再生打浆，所述方法包含以下步骤：(a)将含有淀粉的纤维素物质打浆；(b)以一种或多种杀生物剂处理所述含有淀粉的纤维素物质，处理区域优选浓稠浆料区域；以及(h)向纤维素物质添加离子聚合物，以及优选的辅助离子聚合物；其中，所述离子聚合物及选择性添加的辅助离子聚合物优选具有不同平均分子量，以及优选具有不同的离子性；其中，所述离子性是离子单体单元相对于单体单元总量的摩尔含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用打浆的纤维素物质制造纸或纸板的方法，所述打浆以再生打浆为优选。本方法在制造纸和纸板时，增强淀粉在打浆的纤维素物质中的优越性，所述打浆以再生打浆为优选。本方法是通过以下步骤实现的:(a)将含有淀粉的纤维素物质打浆，(b)以一种或多种杀生物剂(biocides)处理含有淀粉的纤维素物质，处理的区域以浓稠浆料区域为优选，及(h)向纤维素物质添加离子聚合物，以辅助离子聚合物为优选；其中，所添加的离子聚合物及选择性添加的辅助离子聚合物，以具有不同平均分子量为优选，以具有不同离子性为优选，其中，所述离子性是离子单体单元相比于整体单体单元的摩尔含量。
技术介绍
纸类制造是最为水密集型产业之一。其需在不同造纸阶段向纤维素纤维中添加(流入流，inflow stream)和分离(废水流)大量的水或水溶液。制造过程中，通常会向所谓“浓稠浆料(thick stock)”的相对浓稠的纤维素物质水性浆体中加水稀释，以形成较稀薄的纤维素水性衆体,或“稀薄衆料(thin stock)”。因水资源纯度日益受到关注及政府为维持水资源的质量所施加的压力，造纸工业被要求进行调查并采取改善措施，以减少废水的化学污染物含量。水中会含有危险化学污染物，这是因为造纸装置排放的污水流所含的有机物质会与水中溶氧结合。不论是因化学反应或简单的化学作用，有机物质与氧结合都会妨碍水中生物使用溶氧。有机物质与氧的这种结合通常称为化学需氧量(COD)。众所周知，待处理废水的化学需氧量越高，处理程序就越无效、越不可靠、且越昂虫贝ο因维持水流中适当溶氧水平相当重要，各政府机构已提出方针和测量程序来测量造纸装置排放至河流及湖泊的废水流的化学需氧量。现已执行许多方法改善排放水的质量。经提议的方法包括(I)蒸发后再焚化，(2)化学处理，使排放水中的有机物质无害，(3)将废水收集于贮水池，并以生物处理及使其通风，及(4)于限制性条件下令化学成分氧化。W001/36740公开了利用酶和聚合物组合物造纸的方法。所述聚合物组合物通常含有淀粉，即向系统中加入新鲜的淀粉。此参考文献完全未提及再生利用源自废纸的淀粉。可于纸浆或处理过的纸浆添加一种杀生物剂。例如，可在利用酶及阳离子聚合物处理纸浆后，将杀生物剂加入混合槽中的处理过的纸浆。此参考文献着重于酶的利用。众所皆知，某些杀生物剂会干扰酶。此参考文献宣称杀生物剂并非必要，而是仅公开了可选择在常规造纸法中使用杀生物剂。此参考文献未提及杀生物剂可防止淀粉降解，更未提及可通过离子聚合物将未分解的淀粉重新固定至纤维素纤维。从欧洲专利EP0361736得知一种用于造纸或纸板的含淀粉及凝聚剂的组合物。美国专利US2006/289139公开了一种造纸制程中改善保水性及排水的方法。此方法是向造纸浆料中添加一种结合性聚合物、淀粉、或淀粉衍生物，及任选地添加一种硅质物质。然而这些方法无法在各方面都令人满意，因此，需要有一种可在造纸的各阶段，包括造纸初阶段，降低废水中化学需氧量的制造纸、纸板、或硬纸板的方法。由废纸或损纸纸浆从造纸机器的湿端所释放出来的淀粉，尤其是非离子型、离子型、阳离子型淀粉和/或天然淀粉，除了自然保留的部分以外并不会固定在纤维上，且通常对强度参数没有帮助。此外淀粉降解通常是因为微生物活性造成生物需氧量(BOD)及电导率升高，及因造纸机系统内的有机酸造成PH值下降。这些原因导致淀粉沉淀，使得为达到目标强度，必须加强微生物控制机制及增加新内部或表面淀粉使用量，其甚至会降低机生产率。生物需氧量会助长化学需氧量，且对达到污水厂的协议目标带来问题。制造一吨不含木料的未涂布或涂布纸，需添加高达40公斤的淀粉。若要以100%的再生纸制造包装纸，需添加符合经济效益的生物合成淀粉制品，才能降低成本并达到需求的质量。因此，制造一吨纸平均需要使用40公斤的淀粉，其主要用于表面处理。加工厂还须使用每吨纸25公斤的淀粉作为胶黏剂。这意味着会有大量的淀粉经由再生纸回到生产过程，这些淀粉通常不会留在纸张上。因此，所述未受控制的淀粉量对白水管路产生相当大的负担(通常每I升化学需氧量为从5，000至30，OOOmg O2)，最终也会在出现在废水中(参见 H Holik, Handbook of paper and board, Wiley-VCH Verlag GmbH & C0.KGaA, 1sted, 2006, Chapter3.4.3).因此，需要有一种制造纸，纸板或硬纸板的方法来克服这些在前技术的缺点。
技术实现思路
本专利技术涉及一种制造纸、纸板、或硬纸板的方法，其包含下列步骤:(a)将含有淀粉的纤维素物质打浆；(b)用一种或多种杀生物剂处理所述含有淀粉的纤维素物质，处理区域以浓稠浆料区域为优选，以防止至少一部分淀粉发生微生物分解为优选；以及(h)向纤维素物质中添加离子聚合物，以还添加辅助离子聚合物离子为优选，添加区域以浓稠浆料区域为优选，其中纤维素物质的浆料稠度以至少2.0%为优选；或添加于稀薄浆料区域，其中纤维素物质的浆料稠度以小于2.0%为优选；其中，所述离子聚合物及所述辅助离子聚合物以具有不同的平均分子量及不同的离子性为优选，其中，所述离子性是离子单体单元相对于单体单元总量的摩尔含量。所述离子聚合物及任选添加的辅助离子聚合物以都为阳离子为优选。步骤(h)包含以下子步骤为优选Qi1)向纤维素物质添加离子聚合物，以阳离子或阴离子聚合物为优选，以添加于浓稠浆料区域为优选，其中纤维素物质的浆料稠度以至少2.0%为优选；或以添加于稀薄浆料区域为优选，其纤维素物质的浆料稠度以小于2.0%为优选，及(h2)向纤维素物质中添加离子性助剂为优选，以阳离子聚合物为优选，以添加于浓稠浆料区域为优选，其纤维素物质的浆料稠度以至少2.0%为优选；或以添加于稀薄浆料区域为优选，其纤维素物质的浆料稠度以小于2.0wt.为优选； 其中，所述离子聚合物及所述辅助离子聚合物以具有不同的平均分子量及不同的离子性为优选，其中，所述离子性是离子单体单元相对于单体单元总量的摩尔含量。此外，本专利技术涉及一种增强纸、纸板或硬纸板强度的方法，其包含步骤(a)、(b)、及(h)，其中，步骤(h)可细分为如上述的子步骤Oi1)及子步骤(h2)。除非明确说明，因规范目的，对步骤(h)的任何提及也相互独立地指子步骤Oi1)及(h2)。此外，本专利技术涉及一种增强造纸机排水和/或生产率的方法，其包括上述步骤(a)、(b)及(h)。此外，本专利技术涉及一种于造纸过程中降低污水的化学需氧量的方法，其包括上述步骤(a)、(b)及(h)。至少一部分的步骤(b)与步骤(a)同时进行，或于步骤(a)完成之后进行为优选。至少一部分的步骤(h)与步骤(a)同时进行，或于步骤(a)完成之后进行为优选。至少一部分的步骤(h)与步骤(b)同时进行，或于步骤(b)完成之后进行为优选。已发现于打浆期间或打浆后，以足够剂量的杀生物剂，例如氧化性和/或非氧化性杀生物剂程序处理废纸或破损纸，可防止微生物降解废纸或破损纸所含的淀粉。可通过添加阳离子聚合物将所述未被分解的淀粉固定，或最好是重新固定至纤维素纤维，尤其若所述淀粉是非离子性、阴离子、阳离子淀粉和/或天然淀粉，以非离子型、阴离子淀粉、和/或天然淀粉为优选，以添加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.25 EP 10008834.3;2011.01.06 EP 11000063.51.制造纸、纸板或硬纸板的方法，其包括下列步骤: (a)将含有淀粉的纤维素物质打浆； (b)用一种或多种杀生物剂处理所述含有淀粉的纤维素物质；以及 (h)向纤维素物质中加入离子聚合物及辅助离子聚合物；其中，所述离子聚合物及辅助离子聚合物具有不同的平均分子量和不同的离子性，其中，所述离子性是离子单体单元相对于单体单元总量的摩尔含量。2.根据权利要求1所述的方法，其中， (i)所述离子聚合物是包含衍生自N，N，N-三烷基铵烷基(甲基)丙烯酸酯、N，N，N-三烷基铵烷基(甲基)丙烯酰胺或二烯丙基二烷基铵卤化物的阳离子单体单元的阳离子聚合物；以及 ( )所述辅助离子聚合物是包含衍生自N，N，N-三烷基铵烷基(甲基)丙烯酰胺的单体单元的阳离子聚合物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述辅助离子聚合物的离子性比所述离子聚合物的离子性高；以及其中，所述辅助离子聚合物的离子性与所述离子聚合物的离子性的相对差至少为30摩尔％。4.根据权利要求3所述的方法，其中， (i)所述离子聚合物的离子性为20-45摩尔％ ;以及 ( )所述辅助离子聚合物的离子性至少为90摩尔％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述离子聚合物的平均分子量比所述辅助离子聚合物的平均分子量高。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，向所述纤维素物质的浓稠浆料区域添加所述离子聚合物和/或所述辅助离子聚合物，该区域所述纤维素物质的浆料稠度至少为2.0重量％。7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，向所述纤维素物质的稀薄浆料区域添加所述离子聚合物和/或所述辅助离子聚合物，该区域所述纤维素物质的浆料稠度为小于2.0重量％。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤(b)预防至少一部分淀粉发生微生物降解。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述淀粉是非离子型、阴离子型、阳离子型淀粉和/或天然淀粉。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，向所述纤维素物质中连续地或不连续地添加所述一种或多种杀生物剂，所述杀生物剂的添加量使得 -在处理一个月后，纤维素物质水相的PH值，与第一次添加杀生物剂前即刻测得的pH值相比，至少增加0.2pH单位；和/或 -在处理一个月后，纤维素物质水相的电导率，与第一次添加杀生物剂前即刻测得的电导率相比至少降低5%;和/或 -在48小时后，纤维素物质水相的淀粉消光度，与第一次添加杀生物剂前即刻测得的淀粉消光度相比，至少增加5%。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种杀生物剂的剂量是至少5.0g/吨，以所述含纤维素物质及淀粉的组合物的总量计。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将一种或多种杀生物剂添加到纤维素物质的浓稠浆料区域，该区域所述纤维素物质的浆料稠度至少为2.0%。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述一种或多种杀生物剂添加到包括造纸机的造纸装置的第(I)部分和/或第(II)部分；并且任选地也添加到第(III)部分和/或第(IV)部分，其中，第(I)部分包括打浆前进行的措施；第(II)部分包括与打浆相关的措施；第(III)部分包括打浆后但仍在所述造纸机外进行的措施；以及第(IV)部分包括在所述造纸机内进行的措施。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种杀生物剂包含无机铵盐和卤源的组合。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种杀生物剂是氧化性的和/或含有两种成分。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，除了在步骤(b)中添加的所述一种或多种杀生物剂之外，向所述纤维素物质另外添加与步骤(b)中的一种或多种杀生物剂不同的杀生物剂。17.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述另外的杀生物剂添加到包括造纸机机的造纸装置的第(I)部分和/或第(II)部分；以及任选地，也添加到第(III)部分和/或第(IV)部分，其中，第(I)部分包括打浆前进行的措施；第(II)部分包括与打浆相关的措施...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·克拉普什，C·J·麦克格雷格尔，J·V·马拉尔德拉瓦伦德，
申请(专利权)人：亚什兰许可和知识产权有限公司，
类型：
国别省市：