施胶组合物，其用途以及用于生产纸、纸板的方法技术

本发明专利技术涉及用于纸、纸板或其类似物的表面施胶的组合物及其用于增加纸、纸板或其类似物的强度性质的用途。该组合物具有3‑30％的固体含量，并且其包含降解的非离子淀粉和至少0.5重量％的阴离子聚丙烯酰胺，该阴离子聚丙烯酰胺具有>500000g/mol且<2500000g/mol的分子量MW和4‑35mol％的阴离子性。本发明专利技术还涉及一种用于生产纸、纸板或其类似物的方法，该方法包括向纤维原料中添加包含阳离子剂的第一强度组合物，由纤维原料形成纤维幅材，使纤维幅材干燥至至少60％的干燥度，并且在纤维幅材的表面上施加包含阴离子亲水性聚合物和淀粉组分的第二强度组合物。

Sizing compositions, their use and methods for producing paper, paperboard or the like thereof

The present invention relates to a surface sizing composition for paper, paperboard or the like thereof and to its use in increasing the strength properties of paper, paperboard or the like thereof. The solid content of the composition is 3 30%, nonionic anionic polyacrylamide starch and its degradation and contains at least 0.5 wt.%, the anionic polyacrylamide with > 500000g/mol and < anionic molecular weight MW 2500000g/mol and 4 35mol%. The invention also relates to a method for production of paper, paperboard or its analogues, the method comprises adding first strength composition containing a cationic agent to the fiber raw materials, the formation of a fiber web by fiber materials, the fiber web is dried to at least 60% of the dry degree, and applied strength contains second compositions of anionic hydrophilic polymer and starch components on the surface of the fiber web.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】施胶组合物，其用途以及用于生产纸、纸板或其类似物的方法本专利技术涉及根据所附权利要求前序部分的用于纸、纸板或类似物的表面的施胶组合物，以及所述组合物的用途。此外，本专利技术涉及一种用于生产纸、纸板或其类似物的方法。低等级的纸和纸板的制造中的一个主要目的是成本效率。该目的可以通过应用各种不同的措施，例如通过降低所生产的纸或纸板的基重，通过增加填料含量，通过使用廉价的原料例如再生纤维，和/或通过开发生产产量来实现。然而，这些措施中的许多个可能对所获得的纸或纸板产品的性质，特别是对强度性质具有负面影响。这些缺点通过在纸或纸板制造中使用不同的化学品来抵消。例如，所生产的纸或纸板的强度性质可以通过内部施胶和/或通过对所生产的纸或纸板进行表面施胶来改善。在内部施胶中，将合成聚合物或淀粉的溶液加入到纸料中，以便特别改善所形成的幅材的内部强度性质。在表面施胶中，将改性淀粉或合成聚合物的溶液施加在所形成的至少部分干燥的纤维幅材的表面上，由此改善幅材的表面强度。压缩强度和破裂强度是纸和纸板特别是用于包装级别的纸和纸板的重要强度性质。通常测量压缩强度并以短跨度压缩试验(SCT)强度给出，其可以用于预测最终产品例如纸板箱的耐压性。破裂强度表示纸/纸板对破裂的耐受性，并且其被定义为当在样品的侧面均匀施加压力时，使样品破裂所需的流体静力学压力。当原始材料中的无机矿物填料和/或再生纤维的量增加时，压缩强度和破裂强度均受到不利影响。已经观察到，压缩强度和破裂强度可以通过表面施胶来改善。然而，问题是这些强度性质中只有一种被改善到可接受的水平，而另一种仍然处于劣等水平。对于实际应用，特别是对于用于包装的产品，所生产的纸和纸板应当具有至少可接受的或良好的压缩强度以及可接受或良好的破裂强度。因此，需要新的方法来同时改善这两种性质。此外，已经观察到，当纤维原料具有高电导率、高阳离子需求和/或高灰分含量时，用各种施胶化学品和方法可获得的强度效果可能受到限制。特别地，包含机械纸浆、再生纸浆和/或具有高填料含量的原料对于通过施胶来改善强度具有挑战性。在纸和纸板的制造中，廉价纤维源例如旧瓦楞箱板(OCC)或再生纸的使用在过去几十年中一直在增加。OCC主要包括用过的再生的未漂白或漂白的牛皮纸浆纤维，硬木半化学纸浆纤维和/或草浆纤维。同样，在纸和纸板的制造中，矿物填料的使用一直在增加。因此，也由于这个原因，寻找用于提高纸或板的强度性质的新方式存在持续的需求。出于成本原因，对低等级的纸和/或纸板使用强度改进化学品通常受到限制。即使存在合适的化学品，如果它们太贵并且具有的影响，即增加产品的最终价格，它们也不能使用。因此，持续需要新的成本有效的替代品以改善纸和纸板的强度性质。本专利技术的目的是最小化或甚至消除现有技术中存在的缺点。本专利技术的目的是提供一种表面施胶组合物，以改善纸、纸板或其类似物的强度性质，特别是同时改善破裂强度和短跨度压缩试验(SCT)强度。本专利技术的另一个目的是提供一种表面施胶组合物，其以成本有效的方式提供良好的施胶结果。本专利技术的另一个目的是提供一种用于生产具有增加的强度性质如破裂强度、短跨度压缩试验(SCT)强度、瓦楞芯平压(CMT)强度、拉伸强度和内部结合强度的纸、纸板或其类似物的简单且有效的方法。这些目的通过具有以下在独立权利要求的特征部分中呈现的特征的方法和装置来实现。一些优选实施方案在从属权利要求中进行描述。在本文中提到的实施方案实施例和优点在适用时涉及施胶组合物、其用途以及用于生产纸、纸板或其类似物的方法，即使这并不总是特别指出。根据本专利技术第一方面的用于纸、纸板或其类似物的表面施胶的典型施胶组合物具有3-30％的固体含量，并且包含-降解的非离子淀粉，和-至少0.5重量％的阴离子聚丙烯酰胺，其具有>500000g/mol且<2500000g/mol的平均分子量MW和在4-35mol％的范围内的阴离子性。通常，根据本专利技术的第一方面的表面施胶组合物用于表面施胶，以增加纸、纸板或其类似物的强度性质。根据本专利技术的第二方面的用于生产纸、纸板或其类似物的典型方法包括：-向纤维原料中添加包含阳离子剂的第一强度组合物，-由纤维原料形成纤维幅材，-干燥纤维幅材至至少60％的干燥度，-在纤维幅材的表面上施加第二强度组合物，其包含阴离子亲水性聚合物。根据本专利技术的第一方面，现在已经令人惊讶地发现，当将其添加或施加至纸或纸板的表面上时，包含降解的非离子淀粉和具有特定分子量和阴离子性的阴离子聚丙烯酰胺的表面施胶组合物意外地改善了SCT强度和破裂强度两者。不希望受理论束缚，据推测，根据本专利技术的施胶组合物在纸/纸板原料中的纤维与施胶组合物的组分之间提供最佳粘结，并且这改善了纸和纸板的SCT强度和破裂强度。此外，已经观察到，通过使用根据本专利技术的施胶组合物对所述纸或纸板幅材的表面进行处理或施胶，可实现对于纸和/或纸板的以下强度性质中的一种或几种的改善：即瓦楞芯平压(CMT)强度、环压试验(RCT)强度和/或拉伸强度。在一些情况下，当已通过使用根据本专利技术的施胶组合物对其进行表面施胶时，已实现了印刷纸的表面强度(IGT)和Scott结合强度的改善。然而，应当注意，不一定同时或以相同程度获得所有上述强度性质(RCT、CMT、拉伸强度)的改善。此外，可以通过使用根据本专利技术的施胶组合物来改善，即增加湿的纸或纸板幅材的强度性质。已经观察到，当将根据本专利技术的施胶组合物用于表面施胶时，施胶后的施胶幅材与使用常规表面施胶组合物进行表面施胶相比具有更高的干固体含量。即使在干燥之前，高干固体含量也使湿的施胶幅材具有更高的拉伸强度。根据本专利技术的第一方面的一个实施方案，施胶组合物包含0.5-10重量％、优选0.75-5重量％、优选1-2.5重量％的阴离子聚丙烯酰胺。令人惊讶地观察到，即使这些少量的阴离子聚丙烯酰胺也为最终的施胶的纸或纸板提供了正面的强度结果。此外，阴离子聚丙烯酰胺对施胶组合物的粘度具有积极作用，即增加施胶组合物的粘度。此外，阴离子聚丙烯酰胺对池式施胶压机(pondsizepress)处的胶料吸移率也具有积极的作用，即减少吸移，因此减少了表面施胶所需的表面施胶组合物的量。根据第一方面的施胶组合物的阴离子聚丙烯酰胺是丙烯酰胺和至少一种阴离子单体如不饱和的羧酸单体的线性或交联共聚物。优选地，阴离子单体选自不饱和的单羧酸或二羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸和它们的任何混合物。还可以包括其它阴离子单体，例如乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸或乙二醇甲基丙烯酸酯磷酸酯。根据一个优选实施方案，阴离子聚丙烯酰胺是丙烯酰胺和不饱和羧酸单体如(甲基)丙烯酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸或它们的混合物的共聚物。优选地，阴离子聚丙烯酰胺是丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物，或丙烯酰胺和衣康酸的共聚物，或丙烯酰胺和甲基丙烯酸的共聚物。特别地，如果最终的纸/纸板产品需要高疏水性，可以选择甲基丙烯酸作为阴离子单体。根据一个实施方案，阴离子聚丙烯酰胺源自>20mol％的非离子单体和4-35mol％、优选4-24mol％、更优选5-17mol％的阴离子单体。除丙烯酰胺和阴离子单体外，阴离子聚丙烯酰胺还可包含少量其它聚合添加剂，例如交联剂单体。合适的交本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于纸、纸板或其类似物的表面施胶的施胶组合物，所述施胶组合物具有3‑30％的固体含量并且包含‑降解的非离子淀粉，和‑至少0.5重量％的阴离子聚丙烯酰胺，其具有>500 000g/mol且<2500 000g/mol的平均分子量MW和在4‑35mol％的范围内的阴离子性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.04 FI 20145769;2014.12.12 FI 201460861.用于纸、纸板或其类似物的表面施胶的施胶组合物，所述施胶组合物具有3-30％的固体含量并且包含-降解的非离子淀粉，和-至少0.5重量％的阴离子聚丙烯酰胺，其具有>500000g/mol且<2500000g/mol的平均分子量MW和在4-35mol％的范围内的阴离子性。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺具有530000-2000000g/mol，优选530000-1500000g/mol，更优选650000-1400000g/mol的平均分子量。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺具有4-24mol％，优选4-17mol％，更优选5-17mol％的阴离子性。4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺具有7-15mol％，优选9-13mol％的阴离子性。5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述阴离子聚丙烯酰胺是丙烯酰胺与不饱和羧酸单体的共聚物，所述不饱和羧酸单体例如是(甲基)丙烯酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸或其混合物。6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含0.5-10重量％，优选0.75-5重量％，优选1-2.5重量％的阴离子聚丙烯酰胺。7.根据前述权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述淀粉是酶处理的或热降解的淀粉。8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的组合物，其特征在于，所述淀粉在其可能的降解之前具有15-30％，优选20-30％，更优选24-30％的直链淀粉含量。9.根据前述权利要求1-8中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物不含无机矿物填料或颜料。10.根据权利要求1-9中任一项所述的施胶组合物用于增加纸、纸板或其类似物的强度性能的用途。11.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，所述纸、纸板或其类似物包括回收纤维。12.根据权利要求10或11所述的用途，其特征在于，所述纸或纸板选自未涂覆的高级纸、衬板、瓦楞纸板或折叠箱纸板(FBB)。13.根据权利要求10、11或12中任一项所述的用途，其特征在于，所述纸或纸板具有至少6％，优选至少12％，更优选至少15％的灰分含量。14.根据前述权利要求10-13中任一项所述的用途，其特征在于，所述施胶组合物的应用温度为50-90℃，优选65-85℃。15.根据前述权利要求10-14中任一项所述的用途，其特征在于，所述施胶组合物以干态计5-80kg/吨纸，优选以干态计10-50kg/吨纸被施加。16.一种用于生产纸、纸板或其类似物的方法，所述方法包括：-添加包含阳离子剂的第一强度组合物至纤维原料中，-由所述纤维原料形成纤维幅材，-干燥所述纤维幅材至至少60％的干燥度，-在所述纤维幅材的表面上施加第二强度组合物，其包含阴离子亲水性聚合物和淀粉组分。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一强度组合物中的阳离子剂包含阳离子淀粉或至少一种阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂·希耶塔涅米，扬卢伊肯·黑梅斯，弗拉迪米尔·格里戈里耶夫，A·卡比，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI