强度组合物用于提高纸浆模制品的湿尺寸稳定性的用途制造技术

本发明专利技术涉及强度组合物用于提高纸浆模制品的湿尺寸稳定性的用途。所述纸浆模制品通过包括如下步骤的方法生产：获得纤维浆料，并将其给料到模压装置的成型槽；由所述纤维浆料形成纸浆模制品；以及干燥所述纸浆模制品。所述强度组合物包括至少一种永久性湿强度树脂，并且在形成所述纸浆模制品之前将所述强度组合物添加到所述纤维浆料。

【技术实现步骤摘要】

根据所附权利要求的前序部分，本专利技术涉及强度组合物用于提高纸浆模制品的湿尺寸稳定性的用途。
技术介绍
通过制备纤维浆料(通常由再生纤维材料制备)，并将所述浆料放入模具中而制造纸浆模制品。模具通常包括穿孔和/或网眼，并且使用抽吸和/或真空，以在模具中产生浆料的均匀涂层。此后，干燥所形成的模制品，例如在单独的烘干机中或通过加热模具自身。纸浆模制品广泛地用于各种目的，例如包装材料、蛋品包装纸盒、食品服务托盘、饮料搬运器(beverage carrier)、蛤壳式容器、盘子和碗。近来，已提议可以将纸浆模制品甚至用于制作混凝土结构和/或产品的铸造中所用的模具。显然，上述用途需要纸浆模制品的尺寸稳定性和物理强度(甚至当它们被润湿时)。因此，迫切需要改善纸浆模制品尤其是强碱性环境中的湿尺寸稳定性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是最小化或者可能甚至消除现有技术中存在的缺点。本专利技术的另一个目的是提供一种有成本效益的方法，其用于提高纸浆模制品特别是在强碱环境中的湿尺寸稳定性和/或物理强度。本专利技术通过下面独立权利要求的特征部分所给出的特征达到了这些目的。在从属权利要求中给出了本专利技术的一些优选的实施方式。在根据本专利技术的强度组合物用于提高纸浆模制品的湿尺寸稳定性的典型用途中，通过包括如下步骤的方法生产所述纸浆模制品：-获得纤维浆料，并将其给料到模压装置的成型槽，-由所述纤维浆料形成纸浆模制品，-干燥所述纸浆模制品，其中所述强度组合物包含至少一种永久性湿强度树脂(permanent wet strength resin)，并且在形成所述纸浆模制品之前将所述强度组合物添加到所述纤维浆料。现在已经意外地发现，当在形成模制品之前将包含至少一种合成的永久性湿强度树脂的强度组合物添加到纤维浆料时，显著地改善了纸浆模制品特别是在强碱环境中的湿尺寸稳定性和物理强度。不希望受理论的束缚，假设将强度组合物添加到所述浆料中提供了强度树脂和纤维之间在形成模制品期间如此强的相互作用，使得甚至在诸如强碱性质的苛刻环境中也提供了提高的稳定性和强度。此外，已经观察到，尤其改善了模制品的长期湿尺寸稳定性和物理强度。因此，即使该模制品暴露于强碱环境，该模制品也能够保持物理强度以及物理尺寸在延长的期间(例如几小时，优选几天，有时甚至几个月)内不变或者几乎不变。根据本专利技术的一个实施方式，由本专利技术的方法生产的纸浆模制品可以具有>2Nm/g，优选>4Nm/g，更优选>10Nm/g的湿抗张强度系数。在本专利技术的上下文中，术语“强碱性环境”表示环境pH为10～14，典型地为11～14，更典型地为12～14。可以通过在水中使纤维材料破裂而获得纤维浆料。纤维浆料可以包含来自再生纸和/或再生板的纤维材料，例如旧瓦楞纸箱(OCC)。优选地，纤维材料为OCC。根据一个优选的实施方式，纤维材料包含至少70wt％，优选至少80wt％的来自再生纸和/或再生板(例如OCC)的纤维材料。在一些优选的实施方式中，纤维原料(stock)可以包含甚至>90wt％，优选甚至100wt％的来自再生纸和/或再生板(例如OCC)的纤维材料。将纤维浆料给料到模压装置的成型槽。永久性湿强度树脂可以为交联的树脂。优选地，永久性湿强度树脂可以选自聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂或聚二异氰酸酯树脂。尤其已经观察到，聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂和聚二异氰酸酯树脂在强碱环境中提供改善的性质。根据本专利技术一个优选的实施方式，永久性湿强度树脂为自交联的聚酰氨
基胺-环氧卤丙烷树脂。聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂基于聚酰氨基胺主链，该主链是己二酸和二亚乙基三胺之间缩合反应的结果。随后与环氧卤丙烷的反应产生交联的聚合物树脂结构，其中沿聚合物的主链形成高反应性的氮杂环丁烷鎓(azetidinium)基团。根据一个实施方式，聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂可以具有<80％，优选<70％，更优选<60％，甚至更优选<50％，有时甚至<40％的氮杂环丁烷鎓含量。根据一个实施方式，聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂可以具有0.01～80％，优选0.01～70％，更优选0.01～60％，甚至更优选0.01～50％，有时甚至0.01～40％的氮杂环丁烷鎓含量。可以通过仔细地选择例如环氧卤丙烷/胺比例来控制氮杂环丁烷鎓基团的量。根据一个示例性的实施方式，聚酰烷基胺-环氧卤丙烷树脂具有<0.8，优选<0.5，更优选<0.45，甚至更优选<0.4，有时甚至<0.3的环氧卤丙烷/胺比例。环氧卤丙烷/胺比例的下限可以为0.1，优选0.01。根据一个实施方式，树脂可以具有0.01～0.8，优选0.01～0.5，更优选0.01～0.45，甚至更优选0.01～0.4，有时甚至0.01～0.3的环氧卤丙烷/胺比例。环氧卤丙烷/胺比例可以被计算为环氧卤丙烷与胺的摩尔比。合适的聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂可以具有80000～250000g/mol，优选150000～250000g/mol的重均分子量。通过体积排阻色谱法确定分子量，使用聚(2-乙烯基吡啶)作为校准标准。如上文所述，聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂具有显著量的反应性氮杂环丁烷鎓基团，该基团为树脂提供了高阳离子电荷，这提高了树脂在纤维上的保持，并为树脂提供了自交联能力。优选地，通过在pH 7用聚乙烯硫酸钾盐滴定所测定，聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂具有1.5～4.5meq/g，优选2.0～4.0meq/g，更优选2.1～3.0meq/g的电荷密度。当被保留在纸浆模制品中时，聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂自交联，并在纤维-纤维键合的周围形成强的保护，并且防止键合被水解。优选地，永久性湿强度树脂为聚酰氨基胺-环氧氯丙烷。根据本专利技术一个优选的实施方式，永久性湿强度树脂为聚二异氰酸酯树脂。优选以水性乳状液的形式使用聚二异氰酸酯树脂，以提供树脂对纤维浆料的均匀分布。聚二异氰酸酯树脂可包含脂肪族、脂环族或芳香族聚二异氰酸酯或它们的混合物。合适的聚二异氰酸酯可以优选地包含多于2个异氰酸酯基团，例如2～5个异氰酸酯基团。聚二异氰酸酯树脂的优选的实例基于二
苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯化学品。反应性异氰酸酯基团的量，即NCO含量，可以在5～50％，典型地7～25％的范围内变化。根据一个优选的实施方式，强度组合物包含聚酰氨基胺环氧卤丙烷树脂和阴离子型聚丙烯酰胺二者。阴离子型聚丙烯酰胺可以改善永久性湿强度树脂在纤维上的保留。阴离子型聚合物与聚酰氨基胺环氧卤丙烷树脂的比例可以为约0.05至1。在形成纸浆模制品之前，例如在纸浆浆料的制造、存储或运输的过程中，将强度组合物添加到纸浆浆料中。可以将强度组合物添加到碎浆机、纸浆储罐或模压装置的成型槽中。根据本专利技术一个优选的实施方式，强度组合物的添加量为使得纤维浆料在添加强度组合物之后的ζ-电位保持为<-2.0mV。当ζ-电位太接近于中性值时，可能有产生泡沫的问题。因此，优选强度组合物的添加量为使得纤维浆料在添加强度组合物之后的ζ-电位为<-3.0mV，更优选<-5mV，甚至更优选<-10mV。强度组合物的添加量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强度组合物用于提高纸浆模制品的湿尺寸稳定性的用途，所述纸浆模制品通过包括如下步骤的方法生产：获得纤维浆料，并将其给料到模压装置的成型槽，由所述纤维浆料形成纸浆模制品，干燥所述纸浆模制品，其特征在于，所述强度组合物包含至少一种永久性湿强度树脂，并且在形成所述纸浆模制品之前将所述强度组合物添加到所述纤维浆料。

【技术特征摘要】
1.一种强度组合物用于提高纸浆模制品的湿尺寸稳定性的用途，所述纸浆模制品通过包括如下步骤的方法生产：获得纤维浆料，并将其给料到模压装置的成型槽，由所述纤维浆料形成纸浆模制品，干燥所述纸浆模制品，其特征在于，所述强度组合物包含至少一种永久性湿强度树脂，并且在形成所述纸浆模制品之前将所述强度组合物添加到所述纤维浆料。2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述永久性湿强度树脂是交联的树脂，并选自聚酰氨基胺-环氧卤丙烷树脂或聚二异氰酸酯树脂。3.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述强度组合物包含湿强度树脂，所述湿强度树脂为聚酰氨基胺环氧卤丙烷树脂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的用途，其特征在于，所述强度组合物的添加量为使得所述纤维浆料在添加所述强度组合物之后的ζ-电位保持为<-2.0mV。5.根据权利要求1～4中任一项所述的用途，其特征在于，所述强度组合物的添加量为产生1.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬卢伊肯·黑梅斯，韦迎爽，陆嵘骏，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI