用水不溶性化学添加剂处理纸浆的方法技术

可用水不溶性化学添加剂处理纸浆纤维，在将经处理的纸浆纤维分散到工业用水中后使得所存在的未保留水不溶性化学添加剂的量最小化。本发明专利技术的一个实施方案是用于制备经化学处理的纸浆纤维的一种方法。生产包括工业用水和纸浆纤维的纤维浆。将纤维浆输送到浆板机的网形成设备从而形成湿纤维网。将湿纤维网干燥到预定的稠度，从而形成干燥的纤维网。用一种水不溶性化学添加剂处理干燥的纤维网，从而形成包含经化学处理的纸浆纤维的经化学处理的干燥纤维网。经化学处理的纸浆纤维具有提高的水不溶性化学添加剂的化学保留水平，并且当经化学处理的纸浆纤维被再分散到水中时，水不溶性化学添加剂的化学保留水平在所施加的水不溶性化学添加剂量的保留水平的２５％到１００％之间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
在纸制品的制造中，通常需要通过加入化学添加剂来增强物理和/或光学性能。通常，诸如软化剂、着色剂、抛光剂、加强剂等的化学添加剂在制造过程中被加入到在造纸机中的高位调浆箱上游的纤维浆中以便为最终的制品提供某些属性。这些化学添加剂通常在纤维浆的纤维稠度在大约0.15％至大约5％范围内的浆池或者供料线中被混合或者在生产过程中被喷射到湿或干纸或者棉纸上。在每一个造纸机处添加化学添加剂的一个缺点是，制造商必须在每一个造纸机上安装设备以实现化学添加剂的添加。在许多情况下，这是一种高成本的提议。另外，由每一个造纸机生产出来的最终制品的均匀性可能会根据化学添加剂的添加方式、化学添加剂的均匀性和浓度的变化、化学添加剂加入的精确位置、造纸机间的水化学性能差异以及每一个造纸机的人为和功能差异而改变。关于在湿端化学添加剂添加的另一个问题是，水溶性或者水分散性化学添加剂悬浮在水中，并且在湿纸形成之前不会被完全吸收或者保留在纤维上。为了提高湿端化学添加剂的吸收性能，通常利用官能团使化学添加剂改性以当其在水中时为其提供电荷。带电荷的化学添加剂和带阴离子电荷的纤维表面之间的动电吸引有助于化学添加剂沉积和保留在纤维上。但是，可被吸收和保留在造纸机湿端的化学添加剂的量通常遵循一个表示增加的吸收量随着浓度的增大而减小的吸收曲线，该吸收曲线与Langmuir所描绘的类似。因此，水溶性或者水分散性化学添加剂的吸收量可能远小于100％，特别是当试图达到高化学添加剂充填水平时。水不溶性化学添加剂在造纸工艺的水系统中的使用存在更大的问题并且所能够提供的充填水平通常更差。水不溶性化学添加剂或者非水分散性化学添加剂通常不能用于这样的水系统中，除非采用乳状液的形式。因此，在任何化学制品添加水平下，特别是在高添加水平下，一部分化学添加剂被保留在纤维表面上。化学添加剂的剩余部分保持溶解或者分散在悬浮水相中。这些未被吸收或者未保留的化学添加剂可在造纸过程中产生许多问题。化学添加剂的精确特性将决定可能出现的特定问题，但是可能由于未被吸收或者未保留的化学添加剂所导致的部分问题包括起泡沫、沉淀、其他纤维流的污染、造纸机上的不良纤维保留、多层制品中受到不良影响的化学层纯度、在水系统中的溶解固体的沉积、与其他处理化学制品相互影响、毡或者织物堵塞、在干燥器表面上的过度粘附或者脱落、最终制品中的物理性质差异。因此，在该技术中缺少的和需要的是一种利用水不溶性化学添加剂的改进方法，该方法能够使添加到纸浆纤维中的水不溶性化学添加剂更稠但可减少或者消除造纸机上的工业用水中的未保留的水不溶性化学添加剂。该方法使造纸机中可能由于常规湿端添加而产生的相关的制造和最终制品质量问题达到最小。专利技术概述现在已经发现，在经过处理的纸浆纤维已经在水中再分散后，水不溶性化学添加剂可以以高和/或稠的水平被供给到纸浆纤维，但仅有少量的未保留的水不溶性化学添加剂存在于造纸过程的水中。这可通过在纸浆厂进行最后工序之前利用一种水不溶性化学添加剂处理纤维网、完成最后工序、使最终的纸浆在造纸厂中再分散并且在纸制品的生产中利用最终的纸浆来实现。因此，在一个方面，本专利技术提供一种制备经化学处理的纸浆纤维的方法。该方法包括生产一种纤维浆，该纤维浆包括工业用水和原浆纤维。纤维浆被输送到浆板机的网形成设备并且被制成湿纤维网。湿纤维网被干燥到预定的稠度，从而形成干燥的纤维网。利用一种水不溶性化学添加剂处理该干燥的纤维网，从而形成包含经化学处理的纸浆纤维的经化学处理的干燥纤维网，其中的经化学处理的纸浆纤维具有增加或提高的水不溶性化学添加剂的化学保留水平，并且当经化学处理的纸浆纤维被再分散到水中时，水不溶性化学添加剂的化学保留水平在所施加的水不溶性化学添加剂量的保留水平的25％到100％之间。水不溶性化学添加剂的化学保留水平可在水不溶性化学添加剂的保留水平的60％到100％之间或者约80％到100％之间。作为常规湿端添加剂添加的化学保留水平方面的变化所测量的水不溶性化学添加剂的提高的化学保留水平可在水不溶性化学添加剂的保留水平的约5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和约25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范围内。应该理解的是，下限的数值小于上限的数值。然后这样经化学处理的纸浆纤维可应用在分离工艺中以便于产生纸制品。另一方面，本专利技术也提供一种用于将水不溶性化学添加剂施加到纸浆纤维上的方法。该方法包括将纸浆纤维与工业用水相混合以形成纤维浆。所述纤维浆被输送到浆板机的网形成设备并且形成湿纤维网。湿纤维网被脱水到预定的稠度从而形成脱水的纤维网。将一种水不溶性化学添加剂施加到脱水的纤维网上，从而形成包含经化学处理的纸浆纤维的经化学处理的脱水纤维网，其中的经化学处理的纸浆纤维具有增加或提高的水不溶性化学添加剂的化学保留水平，其中当经化学处理的纸浆纤维被再分散到水中时，水不溶性化学添加剂的化学保留水平在所施加的水不溶性化学添加剂量的25％到100％之间。水不溶性化学添加剂的化学保留水平可在水不溶性化学添加剂的保留水平的60％到100％之间或者约80％到100％的范围之间。作为常规湿端添加剂添加的化学保留水平方面的变化所测量的水不溶性化学添加剂的提高的化学保留水平可在水不溶性化学添加剂的保留水平的约5％、15％、25％、35％、45％、55％、65％和75％的下限和约25％、35％、45％、55％、65％、75％、85％、95％和100％的上限的范围内。应该理解的是，下限的数值小于上限的数值。本专利技术另一个实施方案所涉及的是一种用于在纸浆加工阶段过程中将水不溶性化学添加剂施加到纸浆纤维上的方法。在纸浆加工阶段过程中，即在造纸机的上游，可获得经化学处理的纸浆纤维。此外，经化学处理的纸浆纤维可被输送到几个可布置于不同位置的不同的造纸机处，并且从每个造纸机中出来的成品的质量都将更一致。另外，通过在纸浆纤维可以应用在多个造纸机或者一个造纸机的多个道次上之前用化学方法处理纸浆纤维，则可不再需要在每个造纸机处安置用于添加水不溶性化学添加剂的设备。本专利技术用于加工纸浆纤维的方法还能使得更高更均匀浓度的水不溶性化学添加剂被纸浆纤维保留，而且同时在造纸机的水相中保持与造纸机湿端化学添加剂添加相比更低水平的未保留水不溶性化学添加剂。词语“未保留”是指未由纸浆纤维保留从而保持悬浮于工业用水中的化学添加剂的任何部分。词语“网形成设备”包括本领域普通技术人员所公知的浆板机的长网造纸机成形设备、双网成形装置、圆网造纸机、压成形装置、新月形成形器等。词语“水”是指水或包含水和造纸工艺中所需要的其他处理添加剂的溶液。词语“化学添加剂”是指一种处理化合物或指处理化合物的混合物。还应该理解的是，本专利技术中所使用的化学添加剂可为可吸附型化学添加剂。干燥纤维网的稠度为65％到100％。在其他实施方案中，干燥纤维网的稠度为80％到100％或为85％到95％。脱水纤维网的稠度为20％到65％。在其他实施方案中，脱水纤维网的稠度为40％到65％或为50％到65％。碎屑的稠度为20％到85％。在其他实施方案中，碎屑的稠度为30％到60％或为30％到45％。本专利技术的方法供生产用于制造纸制品的用途的纸浆纤维之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备经化学处理的纸浆纤维的方法，该方法包括：ａ）生产一种纤维浆，所述纤维浆包括工业用水和原浆纤维；ｂ）将纤维浆输送到浆板机的网形成设备并且将其制成湿纤维网；ｃ）将湿纤维网干燥到预定的稠度，从而形成干燥的纤维网 ；以及ｄ）利用一种水不溶性化学添加剂处理干燥的纤维网，从而形成包含经化学处理的纸浆纤维的经化学处理的干燥纤维网，其特征在于，经化学处理的纸浆纤维具有增加或提高的水不溶性化学添加剂的化学保留水平，并且当经化学处理的纸浆纤维被再 分散到水中时，水不溶性化学添加剂的化学保留水平在所施加的水不溶性化学添加剂量的保留水平的２５％到１００％之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TM朗格，LCE科，MT古莱，SH胡，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]