在造纸过程中使用的微粒体系中的酸性胶体制造技术

本发明专利技术披露了一种在碱性和酸性纸产品的生产过程中用作助留剂和助滤剂的微粒体系，它包含：ＨＭＷ絮凝剂聚合物（６），酸性胶体（７），以及凝结剂或ＭＭＷ絮凝剂（５）。所述酸性胶体（７）包含：蜜胺醛，优选蜜胺甲醛的水溶性聚合物或共聚物的水溶液，并且其用量以配料中固体的干重量计从０．０００５％至０．５％重量。ＨＭＷ絮凝剂聚合物（６）可以在混合浆泵之后和在压力筛（２）之前添加至浆料或配料中；酸性胶体（７）可以在压力筛（２）之后添加至浆料中，而凝结剂／ＭＭＷ絮凝剂（５）可以在混合浆泵（１）之前添加。另外，该化学剂的添加顺序可以改变，即酸性胶体（７）能在混合浆泵（１）之前或之后或在压力筛（２）之前添加。在造纸过程中，将微粒体系添加至造纸配料中将改善留着率，滤水性能和纸页的匀度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术涉及一种在纸产品，即纸或纸板的制备过程中用作助剂的、改进的微粒体系，所述体系在留着率，滤水性能，以及纸页匀度方面具有改善的性能。更准确地说，本专利技术涉及包含作为微粒体系的微粒或无机颗粒材料的酸性胶体的微粒体系。
技术介绍
说明在纸或纸板的生产过程中，将称之为“配料”或“浆料”的稀含水组合物喷至称之为“长网”的运动的网目上。通过该长网使该组合物的固体成份如纤维素纤维和无机颗粒填料进行滤水或过滤，从而形成纸页。留着在长网上的固体材料的百分比称之为造纸过程的“首次通过留着率”。在造纸过程使用助滤剂，助留剂以及成形助剂(D/R/F)。据信，留着率随不同的机理而变化，所述机理如机械夹带物的过滤，静电吸引，以及配料中纤维和填料之间的架桥。由于纤维素纤维和许多常用的填料均带负电，因此，它们将相互排斥。一般来说，能增强留着率的唯一的因素是机械夹带物。因此，通常使用助留剂来改善纤维和填料在长网上的留着率。细小纤维和填料的留着率，对于造纸机是十分重要的，以便保证截留纸页中胶体大小的颗粒。首次通过留着率(FPR)测量该留着程序的能力。以前一直将胶体二氧化硅用作碱性高级纸张助滤剂中的微粒。二氧化硅必须适当地使用，以便借助形成微絮凝物而增强细小纤维和填料的留着率，所述絮凝物将截留胶体材料，并且能使纸浆迅速脱水。滤水与形成纸页时从配料中除去的速率有关。滤水通常指的是在形成纸页之后对纸页的压榨之前所发生的脱水。因此，助滤剂用来改善生产纸或纸板时总的脱水效率。成型涉及在造纸过程中生产的纸张或纸板的匀度。匀度通常由纸页内透光率差来评估。透光率差大表明“差”的匀度，而透光率小的话表明“良好”的匀度。一般来说，留着率增加，匀度值通常将从良好的匀度降至差的匀度。应理解的是，出于种种原因，特别希望的是在留着率和滤水方面以及在纸张或纸板成形性能方面的改进，其中最为重要的原因是生产率。良好的留着率和滤水率使得纸机能更快地运行，并减少纸机故障。良好的纸页成形将减少废纸量。这些改进通过使用助留剂和助滤剂而实现。助留剂和助滤剂通常是用来使存在于配料中的细小固体材料絮凝从而改善造纸过程中这些参数的添加剂。使用所述添加剂受絮凝作用对纸页成形的影响所限制。如果添加太多的助留剂，细小固体材料絮凝物的尺寸将增加，然后这通常将改变纸页的密度，如上所述，这可能将导致所谓的“差”的纸页匀度。由于过度絮凝最终可能会在纸页中形成孔洞并在造纸过程的随后脱水阶段中损失真空压力，因此，过度絮凝还将影响滤水。通常，在纸机的湿部将助留剂和助滤剂添加至配料中，并且它们通常有三种类型，即(a)单一聚合物；(b)双组分聚合物；或(c)可以包括絮凝剂和/或凝结剂的微粒体系。作为助留剂和助滤剂，微粒体系通常会给出最好的结果，并且在现有技术已有广泛的描述。在过去的一些年中，膨润土和胶体二氧化硅已用来改善滤水，留着率，和匀度。微粒体系出版物的例子包括EP-B-235,893，其中，以特定的添加顺序，连同高分子量阳离子聚合物一起，将膨润土用作无机材料；WO-A-94/26972，其中披露了乙烯基酰胺聚合物与各种无机材料如二氧化硅，膨润土，陶土之一，和有机材料一起使用；WO-A-97/16598，公开了高岭土与各种阳离子聚合物之一联合使用；和EPO805234，其中膨润土，二氧化硅，或丙烯酸酯聚合物与阳离子分散体聚合物一起使用。US4,305,781和4,753,710披露了将高分子量非离子和离子聚合物与膨润土一起使用，以便帮助造纸过程的脱水和留着作用。US4,388,150和4,385,961教导了使用阳离子淀粉和胶体二氧化硅。US4,643,801和4,750,974描述了在造纸过程中使用阳离子淀粉，阴离子高分子量聚合物，和胶体二氧化硅。US5,185,062描述了阴离子聚合物，该聚合物起含高分子量阳离子絮凝剂的微粒的作用。US5,167,766教导了在造纸过程中将带电荷的有机聚合物微珠用作微粒。微粒体系通常包含含或不含阳离子凝结剂的聚合物絮凝剂和细小颗粒料。细小颗粒料改善絮凝剂的效率和/或使得更小、更均匀的絮凝物能够产生。在纸张中为湿强度使用密胺-甲醛(MF)酸性胶体是熟知的。这可参考TAPPI专刊号29的“纸和纸板的湿强度”(C.S.Maxwell,J.P.Weidner,编辑)。US2,345,543描述了稳定的密胺-甲醛酸性胶体的制备方法，而US2,485,080包括将尿素掺入缩合产物中。US2,559,220和2,986,489教导了用这些胶体来增加纸张的湿强度。US4,845,148描述了使用含有丙烯酰胺的氨基-醛酸性胶体来增加纸张干强度的用途。US5,286,347描述了使用密胺-甲醛胶体用于造纸过程中的树脂障碍控制的用途。US4,461,858描述了使用用于纸张湿强度的聚乙烯醇-密胺甲醛胶体掺混物的用途。US4,009,706教导了使用蜜胺甲醛胶体和阴离子高分子量聚合物使粗糖絮凝的用途。为获得更好的纸机操作性和/或获得特定的最终使用纸张的性能，如用于更好适印性改善的纸页匀度，或改善的表面强度，尽管有若干种供纸厂使用的微粒体系，但仍十分需要改善纸张或纸板的改进的微粒体系，所述纸张或纸板通过造纸过程中对滤水和留着率的改善和对成形纸页成形性能的改善而得以改善。专利技术概要本专利技术已满足了上述的需要。本专利技术涉及一种在造纸过程中用作助留剂和助滤剂的微粒体系。根据本专利技术的第一方面，提供了一种纸张的生产方法，所述方法包括将作为助留剂和/或助滤剂的微粒体系添加至造纸配料中，所述助留剂和/或助滤剂包含高分子量聚合物絮凝剂和无机颗粒料，其中无机颗粒料包含由水溶性聚合物或共聚物的水溶液组成的酸性胶体。根据本专利技术的第二方面，提供了一种作为助留剂和/或助滤剂而添加至造纸配料中的改进的微粒体系，并且所述微粒体系包含高分子量聚合物絮凝剂和无机颗粒料，其中无机颗粒料包含由水溶性聚合物或共聚物的水溶液组成的酸性胶体。根据本专利技术的第三方面，提供了一种具有在留着率，滤水和匀度方面改善性能的纸张或纸板，其中所述纸张或纸板通过将改进的微粒体系添加至含水纤维素造纸配料中而制得，其中微粒体系包含高分子量聚合物絮凝剂和无机颗粒料，所述无机颗粒料包含由水溶性聚合物或共聚物的水溶液组成的酸性胶体。本专利技术的第四方面涉及一种方法，在该方法中，通过形成含水纤维素造纸配料而制得纸张或纸板，该方法包括(a)在第一剪切阶段之后，将高分子量聚合物絮凝剂添加至造纸配料的稀浆流中，(b)至少在第二高剪切阶段之后，添加包含由水溶性聚合物或共聚物的水溶液组成的酸性胶体的无机颗粒料；(c)使造纸配料脱水形成纸页；和(d)对纸页进行干燥。在本专利技术的若干方面和优选的实施方案中，所述酸性胶体由水溶性聚合物的水溶液组成，所述水溶性聚合物选自密胺醛树脂，脲醛树脂，和密胺-脲醛树脂，所述醛具有如下结构式 其中R1选自直链或支链的C1-4烷基。以浆料或配料中固体的干重量计，存在于浆料或配料中酸性胶体的含量从约0.0005％至约0.5％重量。优选的是，所述醛为甲醛而所述酸性胶体为密胺甲醛，它们可以被线性或支链的醇醚化。以浆料或配料中固体的干重量计，高分子量(HMW)聚合物絮凝剂的含量从约0.0025％至约1.0％重量。高电荷密度阳离子凝结剂可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在造纸配料中用作助留剂和助滤剂的微粒体系，包含：ａ）以所述配料中固体的干重量计从０．００２５％至１．０％重量的高分子量聚合物絮凝剂，和ｂ）以所述配料中固体的干重量计从０．０００５％至０．５％重量、由水溶性聚合物或共聚物的水溶液组 成的酸性胶体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CR享特，CW沃恩，
申请(专利权)人：卡尔贡公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]