[发明专利]聚乙烯胺在纤维素类产品中改进油和水施胶的应用

说明书

技术领域

本发明涉及在纤维素类材料、尤其是在纸产品中，通过组合使用聚乙烯胺与油和水施胶剂的油/油脂和水施胶中的改进。

背景技术

施胶剂被用在造纸方法中排水或油脂如油，以防止其粘附纸张或穿透进纸中，由此劣化和/或玷污纸张。施胶剂可以归类为反应性或非反应性施胶剂。它们也可以归类为内施胶剂或表面施胶剂。反应性施胶剂与纸纤维结合，并通常被用于内施胶。

施胶剂可以在配料进入造纸机的湿端之前添加到纸配料中。或者，相同的施胶剂可以随着纸张的通过而喷洒或挤压到刚形成的纸上。如果施胶剂被添加到纸浆浆料(即所述配料)中，则其必须要粘附在纸浆上，或其不可以留在纸中。这可以通过使用带有与纸浆相反电荷的试剂来实现。纸中的施胶剂防止水或油脂过分渗入纸张中。它们被用在纸最终用途中需要耐水或耐油脂的场合。没有施胶剂同时具有足够好的这两种耐受性。最有效的用于纤维素类如纸张的油-施胶剂含有长的、直链的碳氟链。碳氟化合物通常具有低的表面能，并且不易被油基材料润湿。相反，含有非氟化烃链的试剂是良好的水施胶剂。

但是，当在造纸方法中组合地将碳氟基试剂用于耐油和将烃基产品用于耐水时，其每一种对于另一种的性能都有不利的影响。因此，更多的材料或产品必须被用来补偿耐受性能的不利损失。

如Bottorff在US 5,252,754中所描述的，长链的碳氟化合物是用于纤维素类材料如纸张的有效油施胶剂，原因在于其低的表面能。但是，这些基于碳氟化合物的施胶剂通常耐水性不够好，尤其是如果其含有亲水性盐的基团时。相反，烃基施胶产品如烷基烯酮二聚体(AKD)是有效的水施胶剂，但是在用于油施胶用途时效率较低。当组合使用烃基材料和碳氟基材料时，它们在纸张中对彼此的性能都有负面的影响。该种相反的关系通常会导致低效率的处理方案，因为在相同的纸中要实现足够的耐油和耐水性能需要提升的产品水平。

现在发现，在配料中含有油(或油脂)及水施胶剂的纸张或纸板配料中，聚乙烯胺的存在会令人惊奇地抵消所述的不利影响。

发明内容

在一个方面，本发明是一种造纸或造纸板的方法，其中配料含有油施胶剂和水施胶剂。发明的改进之处在于，所述配料也含有聚乙烯胺。

本发明的另一方面是添加所述试剂至配料中的顺序。水施胶剂被加入纸配料中。然后，在添加所述水施胶剂之前或之后，将聚乙烯胺加入所述纸配料中，接下来是添加油施胶剂。

此外，本发明提供了一种纸配料，其含有至少一种聚乙烯胺、及水施胶剂和油施胶剂。

在油施胶剂和水施胶剂被用于造纸方法中时，添加水溶性阳离子聚乙烯胺是本发明的一个重要方面。

使配料(即纸浆)通过造纸机，该造纸机由网前箱(head box)、纸幅成型部和干燥部构成，其全部按顺序排列。

可用于本发明中的聚乙烯胺非限制性地包括通过正-乙烯基甲酰胺的自由基溶液聚合而制备的种类。所得的非离子聚乙烯基甲酰胺然后可以被碱水解，由此在聚合物及作为副产物的甲酸钠上产生了伯胺的阳离子官能。可有效用于所述目的的产品非限制性地包括如下的乙烯基胺聚合物，其已经反应至水解度为35-100％、速度(velocity)为50-100％，通过尺寸排阻色谱法(SEC)测得的分子量的范围是300,000-400,000。也可以使用聚乙烯胺的共聚物。共聚单体包括乙酸乙烯酯或丙酸乙烯酯单体。

聚乙烯胺聚合物可以加入用于形成纸幅(web)的纤维的悬浮体、即所述配料中。

配料意指各种材料的混合物，所述各种材料在原料悬浮体中掺混，纸张或纸板由此悬浮体制备；其主要成分是纤维状材料(纸浆)、施胶材料或强度材料，或其它添加剂如填料和染料。

纸浆意指由木材、棉花、草等通过化学或机械方法制得的、用于制造纸张、纸板或纤维素产品中的纤维状材料。

造纸网(wire)意指由塑料或金属制得的织造材料，以用于从稀的纸浆浆料形成纸张或纸板的纸幅。

网前箱意指一种流送控制室，其从原料制备系统接收配料的稀纸原料或配料，并起到均匀地使流体铺展横跨成形网(forming wire)的全部宽度的作用。

纸幅成形意指一种方法，通过该方法，稀纤维配料借助于真空和重力排出作用形成为湿的纸幅。

干燥部意指造纸工艺的一部分，该部分包括通过与加热的干燥圆筒的直接接触，从纸张或纸板的湿纸幅除去剩余的水。

纸幅意指来自造纸机的纸张或纸板的其全宽度的薄片。