[发明专利]纸和纸板的制造

说明书

本发明涉及采用新絮凝体系由纤维素浆料制造纸和纸板的方法。

在纸和纸板的制造过程中，纤维素稀浆料在移动网(通常被称之为抄纸网)上滤水形成片材，然后进行干燥。众所周知，为了达到纤维素固体的絮凝并强化移动网上的滤水，通常在纤维素悬浮体中加入水溶性聚合物。

为提高纸的产量，许多现代造纸机在较高速度下操作。作为机器速度提高的结果，能够提高滤水作用的滤水和留着体系一直受到极大重视。然而已知，提高滤水前马上加入的聚合物助留剂的分子量虽趋于增加滤水速率，但常形成破损。很难通过加入单一聚合物助留剂获得留着率、滤水、干燥和成形之间的最佳平衡，因此通常的做法是先后加入两种单独的材料。

EP-A-235893提供一种方法，其中一种水溶性、基本线型的阳离子聚合物在剪切阶段之前施加到造纸浆料中，随后通过在剪切阶段之后引入膨润土来絮凝。该方法提供强化的滤水作用，同时也提供良好成形和留着。由汽巴精细化学品公司按商标名Hydrocol商业化的方法十多年来已证明很成功。

近年来针对这一主题又进行了各种各样的尝试，旨在通过对一种或多种组分的细小改进来提供不同的解决方案。

US-A-5393381描述一种方法，其中一种制造纸或纸板的方法包括在纸浆纤维悬浮体中加入水溶性支化阳离子聚丙烯酰胺和膨润土。该支化阳离子聚丙烯酰胺通过丙烯酰胺、阳离子单体、支化剂和链转移剂的混合物按溶液聚合法进行聚合制成。

US-A-5882525描述一种方法，其中一种溶解度系数大于约30％的阳离子支化水溶性聚合物施加到悬浮固体的分散体，例如造纸浆料中，以使水释放。该阳离子支化水溶性聚合物由类似于US-A-5393381的成分制成，即通过丙烯酰胺、阳离子单体、支化剂和链转移剂的混合物的聚合制成。

在WO-A-9829604中描述一种造纸方法，其中阳离子聚合物助留剂加入到纤维素悬浮体中以形成絮凝物，将絮凝物机械降解，然后通过加入一种第二阴离子聚合物助留剂的溶液使悬浮体再絮凝。该阴离子聚合物助留剂是一种支化聚合物，其特征在于在0.005赫兹的流变学振荡值tanδ高于0.7，或者其去离子SLV粘度值至少是不存在支化剂时制备的相应聚合物含盐SLV粘度值的三倍。与以前的现有技术方法相比，该方法显著改善了留着率和成形。

EP-A-308752描述一种造纸方法，其中一种低分子量阳离子有机聚合物加入到配料中，然后加入胶体二氧化硅和一种分子量至少500,000的高分子量带电丙烯酰胺共聚物。对该高分子量聚合物的描述表明它们是线型聚合物。

可是，目前仍然需要通过进一步改进滤水、留着和成形来进一步改善造纸方法。另外，还存在对提供更高效絮凝体系以便制造高加填纸的需要。

根据本发明，提供了一种造纸或纸板的方法，包括形成纤维素悬浮体、使悬浮体絮凝、悬浮体在筛网上滤水以形成片材以及随后干燥此片材，其特征在于采用一种絮凝体系来使悬浮体絮凝，该体系包含硅质材料和阴离子支化水溶性聚合物，该聚合物由水溶性烯键不饱和阴离子单体或单体共混物以及支化剂制成，并且其中聚合物具有：

(a)特性粘度大于1.5dl/g和/或含盐Brookfield粘度大于约2.0mPa.s，以及

(b)在0.005赫兹的流变学振荡值tanδ高于0.7，和/或

(c)去离子SLV粘度值至少是不存在支化剂时制备的相应非支化聚合物含盐SLV粘度值的三倍。

令人惊讶的是，与采用阴离子支化聚合物而没有硅质材料或者有硅质材料而没有阴离子支化聚合物的絮凝体系相比，发现采用包含硅质材料和具有特殊流变学特征的阴离子支化水溶性聚合物的絮凝体系来絮凝纤维素悬浮体时，可改善留着率、滤水和成形。

硅质材料可以是选自以下的任何材料：二氧化硅基颗粒、二氧化硅微凝胶、胶体二氧化硅、二氧化硅溶胶、二氧化硅凝胶、聚硅酸盐、铝硅酸盐、聚铝硅酸盐、硼硅酸盐、聚硼硅酸盐和沸石。该硅质材料可处于阴离子微颗粒材料形式。此外硅质材料可以是阳离子二氧化硅。

较好的硅质材料可以选自二氧化硅和聚硅酸盐。例如二氧化硅可以是任何胶体二氧化硅，如WO-A-8600100中所描述的。聚硅酸盐可以是US-A-4,388,150中所描述的胶体硅酸。