含有精选阳离子淀粉物质的淀粉组合物及其在造纸或非造纸方面的应用制造技术

本发明专利技术涉及含有至少一种阳离子淀粉物质的淀粉组合物在标准质量添加剂以外的造纸添加剂或水处理添加剂方面的应用。本发明专利技术的特征在于，所述组合物含有：不超过２％的固定的氮，较好的是在０．１％和１．９％之间，所述比例是相对于组合物干重的干重，且由试验Ａ确定的粘度不超过１６００ｍＰＡ．ｓ，较好的是在５和１５００ｍＰＡ．ｓ之间。某些根据固定氮的比例和粘度选择的淀粉组合物在许多其它应用领域都有效，特别是在造纸中作为质量添加剂。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的主题是关于含有阳离子的有特别的固定氮水平和粘度的淀粉物质的淀粉组合物在标准质量添加剂以外的造纸添加剂或工业水处理添加剂方面的应用。它还涉及制造所述淀粉组合物的方法。它最后涉及，作为一种新型工业产品，此类淀粉组合物的阳离子淀粉物质是经过选择的，故所述组合物还可被特别用作标准质量添加剂。就本专利技术的目的而言，“标准质量添加剂”应被理解为任何组合物，特别地，它可用于—造纸机的铜网部，以及—单独且直接地为了改进和能够改进纤维和/或填料的保持力、纸张的脱水和物理特性。阳离子淀粉物质作为质量添加剂的标准应用在以下专利中有描述，例如，BE626,712、EP 139,597，EP 603,727，WO 97/46591以及JP 11-12979(摘要)。通常，标准质量添加剂最先被用在精通这一技术的技术人员称作“成浆池”的容器中，且最终在精通这一技术的技术人员称作“网前箱”的造纸机的容器前达到合适的水平。在非常标准的方式中，质量添加剂被用在称为稀释纤维纸浆的组合物中，其悬浮物质的含量通常最多为20g/l。“标准质量添加剂以外的造纸添加剂”是指，除了上面提到的标准质量添加剂外至少可在一种造纸应用中使用的任何组合物，和/或，至少可以一种除了上面在介绍标准质量添加剂时提到的水平之外的水平应用的任何组合物。标准质量添加剂以外的造纸添加剂特别可用在—成浆池或其上游水平，例如，在精通这一技术的技术人员称作“碎浆机”、“混合槽”或“破碎槽”的容器中的任何一个的水平上，甚至于在离开碎浆机后立即使用，和/或—在形成纸张的设备的水平上，和/或—在这些纸张形成装置的下游，特别是在起皱、平整或涂布装置的水平上，或者更通常的是，在任何处理设备的水平上，例如喷雾或涂布，处理之前，一张纸的含水量少于约60％，和/或—在制造含有非淀粉性质的活性物质的造纸添加剂组合物的水平上。就本专利技术的目的而言，“标准质量添加剂以外的造纸添加剂”应特别理解为任何以固状、液状或膏状(例如自由流动的粉末状、水溶液状、乳状或胶状)提供的组合物，它可有效作为减少不利物质的试剂，特别是含在水流中和/或造纸设备中的有阴离子特性的物质。此外，它还应理解为任何在制造胶粘剂中有效的组合物，这种组合物被用于造纸，尤其是作为所述试剂的保护剂。就本专利技术的目的而言，“工业水处理添加剂”应理解为特别是指任何有用的组合物，特别是作为水净化和/或纯化试剂，此处的水来自于人或工业活动或是供所述活动使用，比如供人或动物使用的水，纺织和皮革工业、造纸和纸板工业、采矿工业、农产品原料工业和屠宰场的废水。在上述所有除了质量添加剂以外的应用领域中，组合物的使用通常是基于天然或合成的聚合物，尤其是阳离子聚合物。这些可能特别包括下面所描述的阳离子淀粉物质—专利EP 626,022和CA 2,160,103涉及它们作为减少造纸流程中所含不利物质的试剂的应用，特别是阴离子物质，—专利WO 97/35068和WO 99/18288涉及它们作为保护在造纸中使用的胶粘组合物的试剂的应用，以及—专利US 5,543,056和US 5,236,598涉及它们作为处理工业用水的添加剂的应用。EP专利626,022指出，作为在造纸水流程中减少不利物质的试剂，应用阳离子淀粉时其电荷密度必须很高，通常为1.5-3.5meqv/g，较好的是2-3meqv/g。这些范围与阳离子淀粉所含的约2.1％-4.9％，较好的是约2.8％-4.2％(干重/干重)的总氮水平相一致。本专利技术的实施例中描述了用于这一目的的阳离子淀粉的制造方法，包括所测试淀粉的植物来源。然而，考虑到所需的阳离子的水平，很明显，在工业阶段，这种阳离子淀粉只能在胶粘阶段制备，如以相同申请人公布的WO 95/18157号专利申请中所描述的。此说明书的实施例展望了高阳离子土豆淀粉浆料的制造，其特征为取代度(“DS”)为0.72和0.75，这来自于高度浓缩的反应介质，特征还有干物质(“DM”)的含量高于50％，这其中约有一半是由阳离子化试剂(“Raisicat 65”)单独提供的。如实施例所述，这类高阳离子和高度浓缩的组合物的制造实际上包括，预先用过氧化氢氧化土豆淀粉的步骤。然而，无论是固有的还是在应用过程中，这种浆料有大量的缺点。首先，如申请人对由上述专利EP 626,022和WO 95/18157的所有者以“RAIFIX”的名称销售的产品进行分析所证实的那样，这些高阳离子的浆料有相对较低的固有氮水平，通常小于65％。在这类组合物中，这将导致阳离子反应物和/或其水解产物的残余量很高，这就阻止了它们作为除去不利物质(尤其是阴离子以及在造纸流程中出现的物质)的试剂的真实效力。另外，这种部分固定的含氮阳离子反应物使这些浆料难以作为处理工业用水，特别是供人或动物使用的水的添加剂。此外，这些浆料的高pH(通常高于9)在处理和使用这些碱性产品时可能会带来安全和腐蚀的问题(这是制造过程所固有的)。最后，这些浆料的这种内在特性使它们通常难以胜任—因为它们有相对较高的粘度，需进行稀释操作然后引入含水介质，这可能会使这些浆料的效力降低或不一致，但同时，作为一种后果，会使在造纸纤维物质中使用的淀粉的效力降低或不一致，和/或—由于它们的高亲水性，需进行干燥或预凝胶化处理以获得粉末或薄片，随后需要将所述粉末或薄片再水化。实际上，对于谷物来源(尤其是玉米、小麦)的淀粉基这些缺点被放大了，上述专利EP 626,022和WO 95/18157中根本没有举例说明以阳离子形式使用制造或使用这些基团。以相同申请人申请的专利WO 99/18288实际上也是这样，它同样要求将高阳离子水平(DS在0.15-1.30之间，较好的是在0.50和0.80之间)的淀粉用于胶粘纸张的松香乳液的制造。其中指出，这些阳离子淀粉的总的氮水平较好的是在3％-5％之间，理想的是3.5％，可能根据上述专利WO 95/18157中所描述方法获得的此类产品是有优点的。此说明书中只列举了总氮水平为3.5％的土豆淀粉。在同样的应用领域，即，制造胶粘剂组合物，专利WO 97/35068也提到了同时具有以下性质的高阳离子淀粉的应用—DS大于0.1，较好的是在0.4和1.0之间，以及—电荷密度在0.5-3.5meqv/g之间，较好的是在1.0和2.0meqv/g之间。因此，本专利技术专利实施例中以降解或液体形式使用的阳离子制品的DS为0.48(理论上固有氮水平约为2.7％-2.8％)，电荷密度为1.32meqv/g。然而对于植物性质和制备(尤其是降解)条件没有规定。在工业用水的处理领域中，最近美国专利5,236,598号建议使用DS在0.01-0.2之间的阳离子淀粉，也就是说显著低于上述专利中的DS。然而，这种阳离子淀粉需要与水解的聚丙烯酰胺结合以在所考虑的应用(处理涂料废料)中发挥效力。此外，作者仅仅举例说明了与聚丙烯酰胺结合的非降解的阳离子土豆淀粉(申请人销售的HI-CAT142)，这是因为，根据它们的主张1)除了土豆淀粉以外的淀粉基，尤其是玉米淀粉，并不合适(cf.栏4，1.62-66)，以及2)阳离子淀粉的分子量不是临界参数(cf.栏4，1.44-45)。在处理饮用水的特定领域中，最近也建议在混合物中将所谓的初级凝结剂(如几丁本文档来自技高网...

【技术保护点】
至少含有一种阳离子淀粉物质的淀粉组合物作为标准质量添加剂以外的造纸添加剂或作为水处理添加剂的应用，其特征在于，所述组合物有：－固定氮水平最多为２％，较好的是在０．１％和１．９％之间，这些比例是用相对于组合物干重的干重表示的，以及－由 试验Ａ确定的粘度最多为１６００ｍＰａ．ｓ，较好的是在５和１５００ｍＰａ．ｓ之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R默里杜伯格，M拉德莱特，A兰宾，JL库德维勒，E多布罗格斯齐，
申请(专利权)人：罗凯脱兄弟公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]