[发明专利]制备纸或类似物的方法

说明书

本发明涉及制备纸或类似物的方法，其中在最后剪切步骤之后和在流浆箱之前将由聚丙烯酰胺组成的阳离子聚合物和细粒无机组分加入纸浆中，接着使纸浆进行脱水以形成纸张且所述纸张进行干燥。

在造纸中，目前可使用每天可生产至多2000吨纸的装置，其中所述装置的重点在于在筛上截留尽可能多的悬浮纤维、细粒和填料并返回尽可能无污染的筛水。这种纤维、细粒和填料的截留被称作保留率，当然，只有当保留剂的作用最佳时才能达到最大保留率。

在目前使用的保留剂体系中，特别重要的是由无机组分和阳离子改性的合成聚合物组成的体系，其中特别是例如在DE10236252A1中所述的由阳离子聚合物和细粒无机组分组成的微粒体系，所述微粒体系在最后剪切步骤之后和在流浆箱之前加入纸浆中从而使保留率最大化。此处使用例如聚丙烯酰胺、聚酰胺胺、聚乙二胺和类似物的聚合物作为阳离子聚合物。

此外，在造纸工业中试图通过加入所谓的絮凝剂通过如下手段改善纸的保留率：在最后剪切步骤之前加入阳离子聚合物，结合最后剪切步骤（例如离心过滤器）中的剪切应力从纸浆中沉淀出大量絮凝物，所述絮凝物通过加入例如无机物质和阴离子支化聚合物再次部分再絮凝，从而使纸浆尽可能迅速地脱水，由此改善纸张的形成。

这种体系例如描述在EP-B1242685中，其中通过加入阳离子聚合物并通过剪切应力使纤维素悬浮液絮凝，在剪切应力之后加入含硅酸的材料和阴离子支化聚合物，所述阴离子支化聚合物由烯键式不饱和阴离子单体或单体混合物和支化剂构成，由此改善保留率、脱水以及纸张的形成。

本发明的目的是在已知保留体系和絮凝体系的基础上提供如下保留体系，所述保留体系相对于传统体系一方面显示出进一步改善的保留率，另一方面除了相对于传统方法大量节省要加入的保留助剂的量之外还显著加速了纸张形成时的脱水，从而制备纸张表面尽可能均匀的纸。

为了实现所述目的，根据本发明的方法的特征在于，在紧邻流浆箱之前额外加入由线性阳离子聚合物和整体离子性为阴离子的线性阴离子共聚物组成的聚合物混合物。通过在紧邻流浆箱之前额外加入由线性阳离子聚合物和整体离子性为阴离子的线性阴离子共聚物组成的聚合物混合物可以保证纸浆不像加入已知阴离子体系那样再絮凝，而是由于缺少剪切应力和短的可用时间而全部仅形成极小絮凝物，从而能够出人意料地相对于已知方法显著改善保留率和纸的形成。通过在紧邻流浆箱之前（即在尽可能晚的时间点）加入聚合物混合物并且通过确保聚合物混合物中不包含交联部分，可以进一步优化整个体系范围内的填料保留率，此外，由于形成保留体系的物质的加入量减少高达30%，特别显著降低了废水的负荷。

根据本发明的一个实施方案，如下进行所述方法，在所述聚合物混合物中使用每kg干物质具有约6mol阳离子电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵作为所述线性阳离子聚合物。每kg干物质具有约6mol阳离子电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵本身在造纸中用作阳离子保留剂，然而已经证实，当聚二烯丙基二甲基氯化铵在最后剪切步骤之后和在紧邻流浆箱之前与线性阴离子共聚物混合时，不仅可以实现保留率的进一步改善，还可以特别保证不发生值得注意的絮凝，特别是可以不再形成具有在纸张形成时影响形成的尺寸的絮凝物，使得整体上进一步改善保留率，且特别地，可以进一步提升造纸时废水在不含悬浮物方面的质量。

正如本发明的一个优选实施方案所述，当使用非溶胀状态下粒径小于2μm的线性阳离子聚合物时，可以达到特别好的结果。当使用粒径小于2μm的阳离子线性聚合物时，线性阳离子聚合物的粒子特别在溶胀状态下具有与纸浆中的填料粒子相同的尺寸，从而在脱水和以同时改善的保留率形成之后可以达到特别均匀的纸张表面。

可如下实现保留体系作用的进一步升高，使用由丙烯酰胺和丙烯酸钠以50∶50至70∶30的丙烯酰胺和丙烯酸钠的摩尔比构成的且每kg干物质具有约4mol阴离子电荷的共聚物作为所述线性阴离子共聚物。通过使用这种线性共聚物，可以使用阴离子线性共聚物，其特别与聚合物混合物中的阳离子聚合物结合，进一步改善保留率并很大程度地避免再絮凝。通过使用非溶胀状态下粒径在30和250μm之间的线性阴离子共聚物，也可以提供与纸浆中的填料粒子尺寸相同的线性阴离子共聚物，从而除了改善的保留率（同时可通过使用少量保留剂而实现）之外，还可在纸张干燥之后提供完全平滑且无缺陷的纸面。

正如本发明的一个优选实施方案所述，所述方法如下进行：所述聚合物混合物中的所述线性阳离子聚合物与所述线性阴离子共聚物的量的比例在2∶8和0.5∶9.5之间，可特别保证不发生纸浆的再絮凝，从而保证形成不受影响。