用于在造纸工艺中增强施胶的方法和组合物技术

本公开涉及用于在使用施胶剂增强剂的造纸工艺中增强施胶剂的性能的方法和组合物。所述施胶剂可以用乳化剂乳化并且所述施胶增强剂可以是包括至少一种含伯胺或仲胺单体的聚合物。所述施胶剂可以用所述乳化剂乳化并且其后添加到造纸工艺的纤维配料中。所述乳化施胶剂与所述施胶增强剂的组合改进所述施胶。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在造纸工艺中增强施胶的方法和组合物
本专利技术大体上涉及用于在纸和卡纸生产中改进施胶的组合物和方法。更具体地说，本公开涉及用于在造纸工艺中增强施胶剂(如烯基琥珀酸酐乳液)的施胶性能的组合物和方法。
技术介绍
在造纸行业中，“施胶”是处理纸以给予其对由液体(尤其水)或蒸气渗透的抗性。施胶也用于改善墨水保持。在造纸工艺和最终产品中，给予对亲水性液体渗透(通常水)的此类抗性是纸的重要特性。在造纸工艺中使用施胶剂来增加木纤维的抗液体渗透性。当纸产品在转换过程(如印刷或层压)期间有目的地润湿或意外润湿(包装容器或报纸)时，期望抗液体吸收性。一般来说，通过在造纸工艺的湿部引入施胶剂来实现抗水渗透性。常用施胶剂是烯基琥珀酸酐(ASA)。ASA是内部施胶剂，其通常用于在造纸工艺中处理纤维，使得纤维更具有疏水性。内部施胶是指在形成湿纸幅之前对木纤维的处理。ASA是实质上非离子的水不溶性油。因此，在将ASA添加到造纸工艺中之前必须将其乳化。ASA的乳化产生水包油乳液并且也使ASA乳滴阳离子化。使ASA液滴阳离子化帮助提高乳液稳定性并且有助于ASA保持。ASA的常用阳离子乳化剂包括衍生淀粉和合成丙烯酰胺类聚合物。施胶剂的施加涉及多种考虑因素。举例来说，在生产期间在施胶压制机处纸由再润湿弱化的程度受其施胶的程度影响。此外，高水平的纸张内部施胶促进在纸张可能与液体接触的环境中纸张的结构稳定性。饮料和食品包装是使用期望高水平的施胶的板和纸产品的典型实例。使用ASA作为施胶材料的缺点是ASA不是水可溶的，并且典型地必须以乳液形式均一地悬浮于纸浆内，以使得ASA可以与纤维素纤维充分接触并且产生对最终产品的期望影响。已经做出解决ASA的性能的努力。然而，常规方法可能具有关于储存寿命、乳液稳定性和设备使用的问题。尽管存在可用技术，需要在纸生产工艺中改善或提高施胶性能和效率。在造纸行业中也存在对开发改进纸和卡纸的施胶并且提供对造纸工艺的增强的施胶调配物和方法的行业需要。本章节中描述的技术并不意图表示承认本文中参考的任何专利案、公开案或其它信息是关于本专利技术的“现有技术”，除非具体说明如此。另外，本章节不应解释成意指已经进行检索或不存在如37CFR§1.56(a)中所定义的其它相关信息。
技术实现思路
本公开涉及用于在造纸工艺中增强施胶处理的方法和组合物。出人意料地，当与胺类化学物质组合时，乳化ASA施胶性能得到增强，其中两者分别地或同时添加到造纸工艺的湿部中。将胺类化学物质与施胶乳液组合还能够增强纸/板的强度特性。在至少一个实施例中，本公开包括一种对藉由造纸工艺生产的纸施胶的方法。所述方法包含将乳化施胶剂和施胶剂增强剂中的每一种分别地或同时添加到造纸工艺的纤维配料中。在至少一些实施例中，在造纸工艺的流浆箱(headbox)处或之前添加每一种。在这些和其它实施例中，可以用乳化剂使施胶剂乳化，所述乳化剂包含乳化剂聚合物，所述乳化剂聚合物包含至少一种含有伯胺或仲胺的单体。施胶剂增强剂包含聚合物，所述聚合物包含至少一种含有单体的伯胺或仲胺。在至少一些实施例中，施胶剂增强剂的聚合物是包含二烯丙基胺(DAA)单体的共聚物。在其它实施例中，乳化剂聚合物包含DAA单体。在至少一些实施例中，将施胶剂和施胶剂增强剂都添加到浓纸料配料中。在一些实施例中，将施胶剂和施胶剂增强剂都添加到稀纸料纤维配料中。在再其它的实施例中，将施胶剂增强剂添加到纤维配料、稀纸料或浓纸料中，并且将施胶剂添加到稀纸料配料中。在这些和其它实施例中，将施胶剂和施胶剂增强剂分别地或在一起添加。在至少一些实施例中，在造纸工艺的流浆箱处或之前添加每一种。在至少一些实施例中，将乳化施胶剂添加到纤维配料的稀纸料配料流中，并且将施胶剂增强剂添加到浓和/或稀配料流中，在流浆箱处或之前添加每一种。在这些和其它实施例中，在造纸工艺中，可以将乳化施胶剂在施胶增强剂之前在筛选之前或之后添加，其中乳化施胶剂在筛选之前或之后添加，并且施胶剂在筛选之后或在施胶增强剂之前、之后或与施胶增强剂同时添加，其中施胶增强剂和乳化施胶剂都在筛选之后添加。在至少一个实施例中，在造纸工艺中在筛选之前或之后将施胶增强剂添加到稀纸料配料流中。在至少一个实施例中，在造纸工艺中在筛选之后将乳化施胶剂和施胶增强剂还同时或紧接连续添加到稀纸料配料流中。在这些和其它实施例中，可以经由共用管道或独立管道同时添加乳化施胶剂和施胶增强剂。在至少一个实施例中，本公开包括一种使由造纸工艺生产的纸施胶的方法，所述方法包含将乳化施胶剂添加到造纸工艺的纤维配料中。在这个和其它实施例中，用乳化剂使施胶剂乳化，所述乳化剂包含含有DAA单体的乳化剂聚合物。在这些和其它实施例中，乳化剂聚合物是具有1mol％到60mol％DAA的共聚物。在至少一些实施例中，在造纸工艺的流浆箱处或之前添加乳化施胶剂，并且，在其它实施例中，将乳化施胶剂添加到稀纸料配料中。在以上和其他实施例中，施胶增强剂可以包含DAA与至少1％的丙烯酰胺(AcAm)、甲基丙烯酰胺或其混合物的共聚物；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-甲基氯四元聚合物；乙二醛化聚丙烯酰胺；水性碳水化合物分散液；或其混合物。在至少一些实施例中，施胶增强剂包含二烯丙基胺与丙烯酰胺(DAA/AcAm)的共聚物。在这些和其它实施例中，施胶剂可以包含各种适合的施胶剂，包括烷基烯酮二聚体(AKD)、ASA或其混合物。施胶剂经乳化剂乳化并且乳化剂包含聚合物，所述聚合物包含至少一种含伯胺或仲胺的单体。在至少一些实施例中，施胶剂是在包含至少一种含伯胺或仲胺的单体的聚合物中乳化的ASA。在这些和其它实施例中，乳化施胶剂可以包含水包油乳液。在至少一些实施例中，水包油乳液包含施胶剂(如ASA)和乳化剂。乳化剂是包含1mol％到60mol％的至少一种含胺乙烯基或烯丙基单体的聚合物，并且聚合物的其余部分包含选自由以下组成的组的非离子单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、乙烯醇和其任何组合。在一些实施例中，聚合物包含10mol％到60mol％的至少一种含胺乙烯基或烯丙基单体。在其它实施例中，乳化剂的聚合物包含DAA与至少1％的AcAm、甲基丙烯酰胺或其混合物的共聚物；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-甲基氯四元聚合物；乙二醛化聚丙烯酰胺；水性碳水化合物分散液，如淀粉；或其任何混合物。在至少一些实施例中，乳化剂的聚合物包含DAA与AcAm的共聚物。在至少一个实施例中，乳化剂包含聚合物，所述聚合物包含与淀粉组合的DAA单体。在至少一些实施例中，乳化施胶剂包含0.01重量％到40重量％的施胶剂。在一些实施例中，乳化施胶剂包含0.001重量％到20重量％的乳化剂。在再其它的实施例中，乳化施胶剂包含8重量％到12重量％的施胶剂和1重量％到5重量％的乳化剂。在这些和其它实施例中，作为一个实例，施胶剂可以是ASA并且乳化剂可以是DAA与AcAm的共聚物。在这些和其它实施例中，乳化施胶剂的乳化剂聚合物或共聚物可以具有约1摩尔％到约99摩尔％范围内的DAA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对通过造纸工艺生产的纸施胶的方法，所述方法包含：将施胶增强剂在造纸工艺的流浆箱处或之前添加到所述造纸工艺的纤维配料中，所述施胶增强剂包含聚合物，所述聚合物包含至少一种含伯胺或仲胺的单体；将乳化施胶剂添加到所述纤维配料中，所述乳化施胶剂在所述流浆箱处或之前和以下时添加：在所述施胶增强剂之后，其中在所述造纸工艺中所述乳化施胶剂在筛选之前或之后添加；在所述施胶增强剂之前，其中所述乳化施胶剂在筛选之前或之后添加并且所述施胶剂在筛选之后添加；或在所述施胶增强剂之前、之后或与所述施胶增强剂同时，其中所述施胶增强剂和所述乳化施胶剂都在筛选之后添加；和根据造纸工艺从所述纤维配料中制造纸产品，其中所述乳化施胶剂和所述施胶增强剂以足以对所述纸产品施胶的量添加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.25 US 15/137,7971.一种对通过造纸工艺生产的纸施胶的方法，所述方法包含：将施胶增强剂在造纸工艺的流浆箱处或之前添加到所述造纸工艺的纤维配料中，所述施胶增强剂包含聚合物，所述聚合物包含至少一种含伯胺或仲胺的单体；将乳化施胶剂添加到所述纤维配料中，所述乳化施胶剂在所述流浆箱处或之前和以下时添加：在所述施胶增强剂之后，其中在所述造纸工艺中所述乳化施胶剂在筛选之前或之后添加；在所述施胶增强剂之前，其中所述乳化施胶剂在筛选之前或之后添加并且所述施胶剂在筛选之后添加；或在所述施胶增强剂之前、之后或与所述施胶增强剂同时，其中所述施胶增强剂和所述乳化施胶剂都在筛选之后添加；和根据造纸工艺从所述纤维配料中制造纸产品，其中所述乳化施胶剂和所述施胶增强剂以足以对所述纸产品施胶的量添加。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施胶增强剂的所述聚合物是二烯丙基胺与丙烯酰胺的共聚物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述乳化施胶剂添加到稀纸料配料中。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述造纸工艺中将所述施胶增强剂在筛选之前添加到所述稀纸料配料中。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中在所述造纸工艺中所述施胶增强剂在筛选之后添加。6.根据权利要求3所述的方法，其中在所述造纸工艺中将所述乳化施胶剂与所述施胶增强剂在筛选之后同时或紧接连续添加到所述稀纸料配料中。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述乳化施胶剂和所述施胶增强剂通过公用管道或独立管道同时添加。8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中所述乳化施胶剂包含选自由以下组成的组的施胶剂：烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐和其任何组合，所述施胶剂用包含至少一种含伯胺或仲胺的单体的乳化剂聚合物乳化。9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其中所述乳化施胶剂包含水包油乳液，所述水包油乳液包含用乳化剂聚合物乳化的烯基琥珀酸酐，所述乳化剂聚合物包含1mol％到60mol％的至少一种含胺乙烯基或烯丙基单体，并且所述乳化剂聚合物的其余部分包含选自由以下组成的组的非离子单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、乙烯醇和其任何组合，其中所述乳化施胶剂具有在约0.01微米到约10微米范围内的乳液粒度。10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其中所述乳化施胶剂包含选自由以下组成的组的施胶剂：烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐和其任何组合，所述施胶剂用包含至少一种含伯胺或仲胺的单体的乳化剂聚合物乳化，所述施胶增强剂的所述聚合物包含二烯丙基胺单体。11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，其中所述施胶增强剂的所述聚合物包含二烯丙基胺与至少1％的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·C·约翰逊，布雷德利·本茨，
申请(专利权)人：艺康美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US