改进造纸中的留着和滤水制造技术

本发明专利技术公开了一种改进造纸工艺中的留着和滤水的方法。公开了将缔合聚合物、聚(乙烯胺)及任选的含硅材料加入造纸浆料中以改进留着和滤水。另外公开了一种改进留着和滤水的方法，其包括将有机微粒、聚(乙烯胺)及任选的含硅材料加入造纸浆料中。公开了一种包括缔合聚合物及聚(乙烯胺)和任选还包括纤维素纤维的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请为于2005年12月22日提交的申请号为200580048844. 2的名称为"改进 造纸中的留着和滤水"的申请的分案申请。 相关申请的交叉参考 本申请要求于2004年12月29日提出的US临时申请60/640, 167的权益，其全部 内容在此并入作为参考。
本专利技术涉及使用絮凝体系由纤维素原料来制造纸和纸板的方法。
技术介绍
留着和滤水是造纸的重要方面。已知在纸和纸板的生产中特定材料可以提供改善 的留着和/或滤水性能。 纤维素纤维纸页、尤其是纸和纸板的制造包括如下步骤：1)制备还可含有无机矿 物增充剂或颜料的纤维素纤维的含水浆料；2)将该浆料沉积在移动的造纸网或织物上；和 3)通过滤水而由纸浆的固体组分形成纸页。 在前述步骤之后，将纸页压榨并干燥以进一步除去水。通常在纸页形成步骤以前 将有机和无机化学品加入浆料中以使造纸方法更低廉、更快速和/或在最终的纸成品中获 得特殊性能。 纸工业持续努力以改进纸的质量、提高生产力并降低制造成本。在纤维浆料到达 造纸网或织物之前通常将化学品加入其中以改进滤水/脱水和固体保留；这些化学品称为 助留剂和/或助滤剂。 纤维浆料在造纸网或织物上的滤水或脱水通常是实现更快的造纸机速度的限制 步骤。改进的脱水还可在压榨和干燥部分中获得更为干燥的纸页，导致能耗降低。另外，由 于这在造纸方法中是决定很多纸页最终性能的步骤，助留剂和/或助滤剂可以影响最终纸 页的性能。 关于固体，在滤水并形成纸幅的湍流方法的过程中，造纸助留剂用于增加微细配 料固体在幅中的留着。没有微细固体的充分的留着，则它们或者流失到工厂废水中或者在 回流的白水循环中累积至高的水平，潜在地造成沉淀堆积。另外，不充分的留着由于意欲吸 附在纤维上的添加剂的损失而增加了造纸成本。添加剂可以为纸提供不透明性、强度、施胶 (sizing)或其它所需性能。 传统上带有阳离子电荷或阴离子电荷的高分子量（Mff)水溶性聚合物被用作助 留剂和助滤剂。无机微粒的近期发展显示其在结合高丽水溶性聚合物而用作助留剂和 助滤剂时具有比常规高丽水溶性聚合物更好的留着和滤水效率。US专利4, 294, 885和 4, 388, 150教导了淀粉聚合物与胶体二氧化硅的用途。US专利4, 643, 801和4, 750, 974 教导了阳离子淀粉、胶体二氧化硅和阴离子型聚合物的凝聚粘合剂的用途。US专利 4, 753, 710教导了用高Mff阳离子絮凝剂絮凝纸浆配料，对絮凝的配料诱导剪切，然后将斑 脱土加入配料中。 所用聚合物或共聚物的效率根据其组成的单体的类型、单体在聚合物母体中的排 列、所合成分子的分子量和制备方法而变化。 近来已经发现在特定条件下制备的水溶性共聚物显示出独特的物理性质。这些聚 合物在没有化学交联剂下制备。另外，该共聚物在特定应用（包括造纸应用如助留和助滤 剂）中提供了意想不到的活性。所述显示独特性质的阴离子型共聚物公开于WO03/050152 Al中，其全部内容在此引入作为参考。显示出独特性质的阳离子型和两性共聚物公开于US 序列10/728, 145中，其全部内容在此引入作为参考。 无机颗粒与丙烯酰胺线型共聚物的用途在本领域中是已知的。近期的专利教导了 这些无机颗粒与水溶性阴离子型聚合物（US6, 454, 902)或特殊交联材料（US6, 454, 902、 US6, 524, 439 和US6,616,806)的用途。 然而，仍需要改进滤水和留着性能。
技术实现思路
-种改进造纸方法中的留着和滤水的方法被公开。该方法提供将缔合聚合物和聚 (乙烯胺）加入造纸浆料中。 另外，一种包括缔合聚合物和聚（乙烯胺）及任选还包括纤维素纤维的组合物被 公开。 另外，一种包括缔合聚合物、聚（乙烯胺）、含硅材料及任选还包括纤维素纤维的 组合物被公开。 -种改进造纸方法中的留着和滤水的方法被公开。该方法提供将有机微聚合物和 聚（乙烯胺）加入造纸浆料中。【具体实施方式】 本专利技术提供一种协同组合，其包括在特定条件下制备的水溶性共聚物（下文称为 "缔合聚合物"）和聚（乙烯胺）。令人惊讶地发现该协同组合获得优于其单个组分的留着 和滤水性能。在一起使用组分的组合时具有协同效应。 意外地发现结合聚（乙烯胺）与缔合聚合物如WO03/050152Al或 US2004/0143039Al所公开的共聚物结合使用导致增强的留着和滤水。 本专利技术还提供包括缔合聚合物和聚（乙烯胺）的组合物。 本专利技术还提供包括缔合聚合物、聚（乙烯胺）和含硅材料的组合物。 本专利技术还提供包括缔合聚合物、聚（乙烯胺）及纤维素纤维的组合物。 本专利技术还提供包括缔合聚合物、聚（乙烯胺）、含硅材料和纤维素纤维的组合物。 本专利技术还提供包括有机微粒和聚（乙烯胺）的组合物。 在纸和纸板的制造中使用多组分体系提供了通过利用对该工艺和/或产品具有 不同影响的材料而使性能得以增强的机会。而且，所述组合可以提供由单独组分不可得到 的性能。在本专利技术的多组分体系中发生协同效应。 还观察到将缔合聚合物用作助留和助滤剂对造纸体系中的其它助剂的性能具有 影响。改进的留着和/或滤水可以具有直接和间接的影响。直接的影响是指助留和助滤 剂作用以保留添加剂。间接影响是指助留和助滤剂留着填料和细料（fines)的功效，添加 剂通过物理方法或化学方法而吸附在所述填料和细料上。因此，通过增加留着在纸页中的 填料或细料的量，伴随着留着的添加剂的量得以增加。术语填料是指加入到纤维素纸浆中 以提供特定性能或者成为部分纤维素纤维更低成本的替代物的颗粒材料，其通常为无机性 质。它们较小的〇. 2-10微米级的尺寸、低的长径比和化学性质导致其不被吸附在大纤维上 但它们太小而不会积留在纸页的纤维网络中。术语"细料"是指小的纤维素纤维或小纤维， 通常其长度小于〇. 2_和/或能够穿过200网筛。 随助留和助滤剂加入造纸浆料中的量的增加，留着在纸页中的添加剂的量增加。 这或者可以使性能增强而使纸页具有提高的性能，或者可以允许造纸商降低加入体系中的 添加剂的量而使产品的成本得以降低。此外，这些材料在用于造纸体系中的再循环水或白 水中的量得以降低。所述材料（在某些条件下可以看作不想要的污染物）的水平的下降可 以提供更有效的造纸工艺或者降低用于控制不希望材料的水平而添加的清除剂或其它材 料的需要。 材料水平的下降的一个实例为存在于白水的离子物种的减少。离子物种包括盐 类、离子型聚合物和聚电解质。还预计白水中离子物种水平的下降将降低造纸体系的净电 荷的波动，改进造纸工艺中的总操作。 在本专利技术的一个实施方案中，所述离子物种为聚酰胺基胺-环氧卤丙烷聚合物。 557H(HerculesIncorporated，Wilmington，DE)是聚酰胺基胺-环氧齒丙烷 聚合物的一个实例。 如这里所用，术语添加剂是指加入纸浆中以向纸提供特殊性能和/或改进造纸工 艺效率的材料。这些材料包括但并不限于上浆剂、湿强度树脂、干强度树脂、淀粉和淀粉衍 生物、染料、污染物控制剂、消泡剂和生物杀灭剂。 可用于本专利技术的缔合聚合物可以形容如下： 包含下式的水溶性共聚物组合物： (I) 其中B为由一种或多种烯键式不饱和非离子单体的聚合而形成的非离子型聚合 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进造纸工艺中的留着和滤水的方法，其中所述改进包括将缔合聚合物和聚(乙烯胺)加入造纸浆料中，其中所述缔合聚合物包含下式：[‑B‑co‑F‑]   (I)其中B为包括一种或多种烯键式不饱和非离子单体的非离子聚合物链段；F为包括至少一种烯键式不饱和阴离子或阳离子单体的聚合物链段；B:F的摩尔百分比为99:1‑1:99；其中所述缔合聚合物具有由有效量的选自二嵌段或三嵌段聚合表面活性剂的至少一种乳化表面活性剂提供的缔合性能，其中所述至少一种二嵌段或三嵌段的表面活性剂对单体的量至少为3:100。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F·J·苏特曼，J·C·哈林顿，R·A·格尔曼，
申请(专利权)人：索里斯技术开曼有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH