白树脂沉积物处理方法技术

本发明专利技术涉及用于包含白树脂／粘着物的纸浆的沉积物控制体系，其由无机或者有机（天然或者合成）混凝剂和微粒材料（合成或者天然存在的），例如膨润土、交联聚合物、胶态氧化硅、聚硅酸盐或者硼硅酸盐组成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
造纸系统中的有机沉积物会引起产率损失和通过形成污斑、孔和破裂而降低成品纸的质量。这些有机沉积物是木材本身自然存在的树脂的产物或者来源于合成材料，例如粘合剂、热熔粘合剂或者胶乳，它们存在于循环纸浆中。这些组分是疏水性的并且在生产用水中积累。这些沉积物能够附聚并且粘着在造纸机器表面上或者粘着在纸张中。来源于木材的沉积物被称为“木树脂”，而来源于人造材料的沉积物被称为“粘着物”或者“白树脂”。白树脂是涂料基料胶乳例如丁苯橡胶(SBR)和聚醋酸乙烯酯所特有的。造纸，简单地讲，包括从木材生产纸浆，将纸浆和水浆液化，和形成纸浆网，后者被压制和干燥而形成纸。在关键的制造步骤中，纸浆/水浆(配料)在造纸机的线网上形成网。过量水分和细粒物料(白水)通过线网上的网并且被循环。形成的网状物进入压机和造纸机的干燥部，在那里网成为了纸。破损纸张是造纸工业中用于描述不符合规格和因此不能销售的纸张的术语。这种纸通常在工厂内部被循环，以便回收纤维，但是其也可能被出售给其他工厂作为纤维来源。破损纸张可以被涂布，涂料被涂布到所制造的原样的基础纸张上。被涂布的破损纸张被称为涂布破损纸张。废纸是造纸工业中用于描述已经由消费者使用过的纸。其通常被称作“消费后废弃物”。这种纸通常被收集和在工厂中回收利用，以便回收纤维。废纸可以被涂布，涂料被涂布到所制造的原样的基础纸张上。涂布的废纸被称为涂布废纸。被回收的涂布纸可以是破损纸或者废纸。近年来，许多造纸厂在回收涂布纸时都遇到了问题，因为用于引入涂料的材料通常不能存在于用于制造原纸的纤维原料中。涂料通常包含各种颜料和基料。使用的典型颜料包括许多类型的粘土、碳酸钙、二氧化钛和其他专门填料。白树脂问题被认为是主要由基料所引起的，所述基料包括来源于苯乙烯-丁二烯和聚醋酸乙烯酯树脂的胶乳聚合物和天然的基料例如淀粉。白树脂问题在造纸工业中已经被知道了一些时候。白树脂是粘性的、浅灰色物质，其作为沉积物存在于造纸机的湿端、成形压机或者干燥部中的金属表面上。其被称作“白色”是为了与褐色或者黑色树脂区别，它们源于木材中所包含的材料。白树脂还存在于白水系统中。有时该树脂沉积物碳化，在造纸机干燥部中形成黑色沉积物。已经证明，白树脂问题是由遇到该问题的工厂的配料中使用较大量的涂布纸所引起的。当涂布纸被重新制浆时，涂料中的粘土或者矿物质和胶乳不易于分散到纸浆中，而是发生附聚，这产生白树脂。如果白树脂随着纸浆输送到造纸机中，其能够覆盖到设备上或者在纸中形成疵点。与白树脂沉积物有关的是以下代价昂贵的问题长停机时间、经常净化、纸张疵点例如孔和增加的纸张破损数量。设备净化是相当需要的，因为沉积物可能存在于案板、辊道辊子、真空柜、干燥机罐和干燥机毛毡以及整个压机毛毡上。已经提出了各种用于处理白树脂问题的解决方案。目前几种沉积物控制化学品正被造纸工业使用或者评价。通过捕捉和分散纸张中的小的胶乳粒子，白树脂问题能够得到控制。更具体地，胶乳粒子将被连接到刚刚通过重新打浆机的纤维上。此时胶乳粒子是小的和阴离子的，因此它们能够作为纸张的一部分从系统排出。由于胶乳粒子和纤维两者的阴离子特性，具有低分子量和高阳离子电荷的添加剂非常适合于该目的。然而，单独的添加剂可能不足以包含纸张中的胶乳粒子，因此使用与该添加剂相容的助留剂对于成功地控制白树脂可能是重要的。合成聚合物是已知的最成功的用于白树脂的抗沉积添加剂。它们是高度阳离子性的，使它们能够在纤维、胶乳粒子和添加剂之间产生强的静电键。一旦被键合，借助于助留剂，纤维将携带胶乳粒子通过生产线，而粒子将成为成品纸的一部分。已经证明中等分子量的聚二醇、胺/乙二醇或者聚亚乙基亚胺聚合物可用于减少白树脂。处理白树脂问题的某些方法描述于以下文献中。美国专利5,131,982(Michael R.St.John)描述了使用包含聚合物和共聚物的DADMAC来处理从涂布破损纸回收的纤维素纤维，使其适合于造纸。美国专利4,997,523(Pease等)描述了与磷酸酯化合物、膦酸酯化合物或者磷酸联合使用四官能烷氧基化二胺以最小化白树脂在造纸设备上的沉积。美国专利4,643,800(Maloney等)描述了使用氧亚乙基二醇非离子表面活性剂连同中等分子量(500-50,000)的聚电解质分散剂，从重新制浆过程中的次级纤维除去和分散污染物，其中所述非离子表面活性剂的一个末端羟基基团已经被脂族或者烷基芳族基团取代，而另一个末端羟基基团已经被替换为聚亚氧丙基基团或者苄基醚基团。使用聚合物控制白树脂存在几个缺点。聚合物一般不是成本有效的。例如，聚亚乙基亚胺(PEI)、叔胺聚合物是有效的白树脂控制添加剂，然而使用它们是相当昂贵的。还有其他控制白树脂的技术方案。滑石是过去通常使用的，现在有时也仍然被用于控制沉积物。作为表面活性填料，滑石通过使树脂粒子周围的区域减粘，使得树脂粒子无法附着于造纸设备上而起到控制沉积物的作用。然而，这仅仅针对树脂问题提供了临时的解决方案，随着加工的继续，树脂问题还将再度出现。滑石不能将胶乳粒子粘结到纤维上，因此当暴露于剪切时，将出现新的粘性区域而导致沉积物。同样，与树脂粒子表面反应而使其降低粘性的添加剂(防粘剂)对于控制白树脂提供了临时的解决方案。出版的美国专利申请2001/0023751描述了使用聚乙烯醇和膨润土降低粘性污染物的方法。聚乙烯醇起到粒子的掩蔽剂的作用。问题是需要使用过量的聚乙烯醇。膨润土吸收过量的聚乙烯醇。
技术实现思路
本专利技术是用于包含白树脂/粘着物的纸浆的沉积物控制体系，其由无机或者有机(天然或者合成)混凝剂和微粒材料(合成或者天然存在的)，例如膨润土、交联聚合物、胶态氧化硅、聚硅酸盐或者硼硅酸盐组成。加入这两种组分的次序对于保证在造纸方法中降低白树脂的效果是必要的。混凝剂可以被加入到制浆机或者稠浆槽中，而微粒子可以在制浆机或者纸料稀释之前的槽的出口处加入。详细说明附图说明图1显示了浊度计测定的大量结果。回水(滤液)的浊度是胶乳乳液粒子的胶态保留值或者洁净度的指示。使用多胺作为单组分，与不处理涂布破损纸相比，获得了浊度的降低。然而，与混凝剂一起加入微粒材料使水的浊度明显降低。该数据表明，更多的白树脂/粘着物粒子是与原料留在一起的，而不在造纸系统中再循环。这些实验室结果表明，混凝剂/微粒子系统显著地降低了白树脂/粘着物在造纸系统中的积累。本专利技术是用于包含白树脂/粘着物的纸浆的沉积物控制体系，其由无机或者有机(天然或者合成)混凝剂和微粒材料(合成或者天然存在的)，例如膨润土、交联聚合物、胶态氧化硅、聚硅酸盐或者硼硅酸盐组成。混凝剂可以是无机或者有机(天然或者合成)材料。适合的有机混凝剂的例子是较低分子量的高电荷密度聚合物，其通常是重复的阳离子性基团的均聚物或者是至少80％重量阳离子单体和0到20％重量丙烯酰胺或者其他非离子单体的共聚物。阳离子基团可以衍生自二烯丙基二甲基氯化铵和二烷基氨基烷基(甲基)-丙烯酸酯和-丙烯酰胺(一般作为季铵或者酸加成盐)。丙烯酸二甲氨基乙酯或者甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐通常是尤其优选的。可选择地，混凝剂可以是缩合聚合物，例如双氰胺聚合物、聚胺或者聚亚乙基亚胺。可以使用无机混凝剂(例如明矾、石灰、氯化铁和硫酸亚铁)。在这方面可以用于本专利技术的阳离子混凝剂材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于造纸的方法，其包括：在纸料中加入对降低白树脂沉积有效的量的至少一种阳离子混凝剂聚合物或者无机混凝剂，然后加入微粒材料，其中所述纸料包含至少部分来源于回收纸制品的纸浆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SA格林斯利，MA布拉兹，CB埃蒙兹，SC威廉斯，GCI陈，
申请(专利权)人：西巴特殊化学水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]