[发明专利]由含有选择添加剂的醛改性纤维素纸浆制造的纸

说明书

本发明涉及含有以限定的氧化反应条件制备的醛改性纤维素纸浆或纤维的纸，所述纸还进一步包含选择的添加剂，从而可获得干湿强度性能显著提高的纸制品。更具体地说，本发明涉及由经过硝酰基介导的氧化反应改性的纤维素纸浆制备的纸，所述纸含有聚合物添加剂，所述聚合物含能够与醛反应的官能团，或是醛官能团聚合物。本发明还涉及由醛改性纤维素纸浆制备的纸，其中将含羟基的物质加入到造纸操作中，从而在所得纸制品中得到意想不到的附加湿强度、干强度和/或湿强度/干强度比等性能。

这里所使用的术语“纸”包括由源自天然物的纸浆或纤维素材料制得的薄片样物质或模制品。纸也可由合成纤维素纤维和再生纤维素及循环废纸制成。另外，这里也可应用由纤维素材料和合成材料相结合制得的纸。纸板包括在术语“纸”的范围。

正如人们通常公知的，造纸是将纸浆或木质纤维素纤维(所述木质纤维素纤维已经打浆或精炼成纤维能够水合的水平，或者可加入各种功能添加剂)的水性浆状物以除去水的方式引入到网屏或类似装置上，形成固结纤维的薄片，通过施压和干燥，可将其加工成干纸卷或纸片形式。一般来说，在造纸中，通向造纸机的喂料或进料为纸浆纤维的水性浆状物或水悬浮液，所述原料由所谓的“湿端(wet end)”系统提供。在该湿端纸浆和其它添加剂在水性浆状物中混合，进行机械或其它操作，如打浆和精磨。为有助于提供纸制品的不同性能，通常可加入各种添加剂。

在造纸工业中使用醛官能团添加剂(如作为湿强度试剂和干强度试剂)是公知的。例如，对于在淀粉中引入醛基团，氧化或非氧化法均是已知的。在造纸中使用可提供干湿强度性能的产品包括添加这种分离的淀粉添加剂成分。

1997年12月16日出版的属于D.J.Smith等人的美国专利5,698,688公开了由酯化1,2-二取代烯形成的醛改性纤维素纤维，该纤维可提供具有湿强度性能的纸制品。

1999年8月17日申请的序号为09/373,939待审专利申请中，描述了利用选择氧化条件制备醛改性纤维素纸浆的方法。在该专利申请中，醛改性纤维素纸浆制品被介绍可用于制备改进湿强度和干强度性能的纸制品。

尽管所描述的制备纸的公知方法可提供具有良好干湿强度性能的制品，但仍一直需要一种能进一步显著改进强度性能的纸制品。

现在本发明人发现，包含利用限定的硝酰氧化条件制得的醛改性纤维素纸浆，并包含选择的添加剂的纸，具有显著改进的干湿强度性能，所述选择的添加剂包括带有能够与醛反应的官能团的聚合物或醛官能团聚合物。

更具体地说，本发明涉及具有改进干湿强度性能的醛改性纤维素纸浆，其中所述纸浆是在含有氧化剂的水溶液中制备的，其中每100g纤维素采用最高有相当于5.0g活性氯等同氧化能力的氧化剂，并含有效介导量的硝酰基团，反应在pH大约为8.0至10.5，而温度大约为5至50℃下进行。所述纸浆进一步含有有效量的添加剂，该添加剂包含带有能够与醛反应的官能团的聚合物或醛官能团聚合物，所述能够与醛反应的官能团选自羟基、氨基、酰氨基、硫醇、酰亚胺和羧酸基团。

在另一实施方案中，本发明涉及由醛改性纤维素纸浆制得的纸，其中将含羟基的物质加入到造纸操作过程中，在所得纸制品中获得显著改进的湿强度、干强度和/或湿强度/干强度比等性能。

本发明的纸制品包含利用限定的硝酰介导的氧化条件制得的醛改性纤维素纸浆，所述纸浆还进一步包含选择的添加剂，从而进一步改进湿强度、干强度和/或湿强度/干强度比性能，所述选择添加剂包含带有能够与醛反应的官能团的聚合物或醛官能团聚合物。

用于本发明的添加剂可以是带有能够与醛反应的官能团的聚合物，该添加剂在每个聚合物链或分子中包含至少两个醛活性官能团，特别是每个聚合物链或分子中包含两个以上的醛活性官能团。更具体地说，含醛活性官能团的聚合物其官能团选自羟基、氨基、酰氨基、硫醇、亚氨基和羧酸，或者其碱金属盐、碱土金属盐或铵盐，或者选自其组合。羟基最合适。