[发明专利]湿强损纸再制浆的方法

说明书

背景技术

纸通过所谓的再制浆方法而再生，其中包含在原始纸张中的纤维素纤维被分离。这些纤维可以被清洗、处理、再分散和制成液体浆，其基本类似于用于制造初始纸张的液体浆。然后根据通常的造纸方法来形成由再生纤维制成的纸张。再制浆的方法包括在水中剪切下混合。可以加入化学品来加速该方法；并经常使用高温。

纸被制造成具有特定的功能性。经常加入化学品来赋予和/或增强这些性质。最广泛使用的添加剂是湿强树脂。这些化学品用来为湿纸提供强度并被用于其它的纸产品、纸巾和包装中。

因为在造纸过程中加入了树脂(例如聚酰胺-环氧氯丙烷树脂)来增强所造纸的强度，以便当用于潮湿条件时纸不会破碎，所以含有湿强树脂的纸的再制浆是困难的。湿强树脂将纤维素纤维粘合到一起，阻止分离纤维素纤维的再制浆过程。典型地，用湿强树脂处理过的纸在潮湿时将保留所述纸干强度的至少15％。没有湿强树脂的纸通常在潮湿时仅仅保留其干强度的2-7％。

氧化促进了湿强树脂的分解而允许纤维素纤维的分离。次氯酸盐，特别是次氯酸钠典型地被造纸厂用于湿强纸再制浆中来氧化湿强树脂而促进纤维分离。次氯酸盐在窄的、仔细保持的pH范围和约50℃到约70℃的温度范围内氧化湿强树脂。

次氯酸盐用于再制浆引起的环境问题已经凸显。这些问题涉及被纸浆吸收的氯化有机化合物的形成、氯仿的散发、及将氯化烃加入到废水流中的问题。出于这些原因，非含卤化合物例如过硫酸盐最近已经被用来在再制浆过程中氧化湿强树脂。

可以使用任何的过硫酸盐，典型的是过硫酸钠、Na₂S₂O₈。这种材料也可以与碱金属、碱土金属或碳酸铵盐、碳酸氢盐或倍半碳酸盐一起使用来提高再制浆性能。可以使用过硫酸盐和碳酸盐、碳酸氢盐或倍半碳酸盐的混合物，相比于单独的过硫酸盐，该混合物表现出显著增加的操作安全性。Gelman等人在美国专利5,972,164中描述了使用干混的过硫酸盐(例如钠盐，Na₂S₂O₈)和碱再制浆湿强损纸。

但是，通常使用过硫酸盐的体系比次氯酸盐或类似体系更慢。而且，对于使用这样的过硫酸盐的再制浆悬浮液，通常需要引入额外的热(超出了用于次氯酸盐的热)来将湿强树脂的降解加速到工业上可接受的速度。

美国系列号10/963,932(2004年10月13日提交)公开了包含氧化剂和活性卤化剂的稳定无水混合物的组合物，其中所述的氧化剂是单过硫酸钾，活性卤化剂是二氯-s-三嗪三酮的碱金属盐、卤化二甲基乙内酰脲或者它们的混合物。这些组合物被公开用于消毒水，但是没有暗示用于纸的再制浆。

期望提供一种用于湿强损纸再制浆的方法，该方法减少所需的活性卤素，而不显著降低再制浆的速率。本发明提供这样的方法。

发明概述

本发明包括一种用于包含湿强树脂和纤维素纤维的湿强损纸的再制浆方法，所述的方法包括将所述损纸的水性浆体与下述混合物相接触，所述混合物是1)作为氧化剂的单过硫酸钾和2)活性卤化剂、氰尿酸或其组合的至少一种的混合物。

发明详述

此处使用的商品名用大写表示。除非另有专门说明，全部以百分数表述的组合物是重量百分数。本发明涉及纸的再加工，并且更具体地涉及湿强损纸的再制浆，以及涉及用于湿强纸再制浆的组合物和方法。

本发明的方法包括将湿强损纸的水性浆体与水性氧化组合物相接触，所述氧化组合物包含1)至少一种氧化剂，其为单过硫酸钾，和2)(A)选自无水二氯异氰酸钠、二氯二甲基乙内酰脲、溴氯二甲基乙内酰脲或它们的混合物的活性卤化剂，(B)氰尿酸，或(C)(A)和(B)的混合物的至少一种的混合物。这样的氧化组合物在下文中被称为“本发明的单过硫酸盐混合物”。

一种商业来源的单过硫酸钾是OXONE，可以从E.I.du Pont deNemours and Company，Wilmington，DE获得。名称“单过硫酸钾”通常用于商业上来指混合的三盐2KHSO₅.KHSO₄.K₂SO₄，一种增强的固态稳定性的结晶盐。

在本发明的单过硫酸盐混合物中，单过硫酸钾的比例是约1％到约99％，优选约50％到约98％，并更优选约80％到约95％。补足到100％总量的该混合物的剩余物是氰尿酸或者至少一种选自无水二氯异氰酸钠、二氯二甲基乙内酰脲和溴氯二甲基乙内酰脲的化学品。氧化剂和活性卤化剂或氰尿酸以氧化剂与活性卤化剂或氰尿酸的重量比为约98∶2到约50∶50而存在。