[发明专利]用于将疏水性物质和/或阴离子物质固定在纤维上的固定剂组合物、稠浆料组合物和方法

说明书

技术领域

根据随附权利要求的主题，本申请涉及用于在纸、板等的制造中将疏水性物质和/或阴离子物质固定在纤维上的固定剂组合物和方法。

背景技术

造纸机的良好运转性能是造纸中的关键问题之一。重要的是，控制造纸机或造板机的湿末端以减少纸幅断裂(web breaks)的量和由于工艺系统中的污垢积聚而对清洗关闭的需要。

纸幅断裂和污垢积聚的一个原因是疏水性颗粒在造纸浆料(stock)和白水系统中的集聚。包含机械浆(例如热机械浆(TMP)或磨木浆)的纸浆料尤其包含大量的疏水性物质，这些疏水性物质来源于木沥青(wood pitch)。木沥青物质不溶于水，并且其在浆料中作为带有阴离子表面电荷的胶体或颗粒存在。机械浆料中的典型物质是例如脂肪酸和树脂酸、不同的甾醇类及其衍生物。

另一方面，与浆的来源无关，涂布损纸(coated broke)可以含有疏水性阴离子物质，该疏水性阴离子物质来源于例如所用的粘合剂物质，例如乳胶。这种疏水性物质被称为“白树脂”。而且，回收的纤维浆料(例如脱墨浆(DIP)和旧瓦楞纸箱(OCC)浆)可以含有疏水性物质，其很容易集聚并导致形成沉积物。这些疏水性物质通常是基于粘合剂的，并且其常被称作胶粘物(stickies)。通常采用机械方法(如通过筛选或通过浮选)将粒径大于约100μm的胶粘物从浆料中除去。粒径小于约100μm的胶粘物被称为微胶粘物，并且它们是集聚、沉积物、纸幅断裂和污垢积聚的可能源头。通过机械方法不容易从浆料中除去微胶粘物，因而需要其它措施。

造纸机的水系统的关闭和增加的水再循环可能增加疏水性阴离子物质和/或胶粘物的浓度。这些物质的浓度增加可能导致疏水性物质的粒径由于集聚而增大。疏水性物质和/或胶粘物的浓度增加和粒径增大可以很容易导致在造纸机的热表面上形成沉积物。疏水性物质和/或胶粘物还可以阻塞纸毡，由此降低造纸机的生产速度。其还可能在最终的纸或板中形成斑点，导致不当的产品质量。

已开发出不同的化学剂(常被称为沉积物控制剂)来避免或降低疏水性阴离子物质在造纸工艺中的不利影响。广泛使用沉积物控制剂以避免形成沉积物(其可能导致纸幅断裂和污垢积聚)、保持造纸机的良好运转性能以及使最终产品保持在可接受的质量水平上。

在沉积物控制中应用了多种化学策略，如使用固定剂、分散剂或反增粘剂。用于造纸浆料的沉积物控制的固定剂通常是具有阳离子电荷的聚合物质，即阳离子聚合物。

阳离子聚合物以聚电解质络合的方式与疏水性和阴离子性的胶体和颗粒反应。阳离子聚合物可以与溶解的胶体物质形成团聚物并将其连接到纸浆料中的纤维、填充剂和细料上。优选阳离子聚合物中存在过量的阳离子电荷，以便在形成聚电解质络合物之后将疏水性物质固定在纤维上。这种现象被称为固定。

阳离子合成聚合物通常被用作固定剂。它们一般是具有低分子量和高阳离子电荷密度的聚合物，例如二烷基胺和表氯醇的共聚物、聚-二烯丙基二甲基氯化铵(p-DADMAC)、聚亚乙基亚胺和聚乙烯胺。用作固定剂的阳离子合成聚合物通常由油基化学品和原材料产生。它们往往是昂贵的，并且不总是对环境有利的。

阳离子多糖(例如高阳离子淀粉)被用作固定剂。具有高平均分子量(MW)的淀粉通常是高度粘稠的，这使其难以用于工业目的。

WO93/10305公开了一种通过借助于电荷密度为1.5-3.5meq/g的阳离子淀粉将干扰物质结合至纤维来减少涉及木基纤维混悬液的工艺的水循环中干扰物质的量的方法。单独使用淀粉而无任何其它固定剂。

EP2192228公开了阳离子取代度为超过0.2至1.0和平均分子量超过30000000道尔顿的阳离子淀粉在纸或纸板的制造中作为固定剂的用途。

本发明的一个目的在于使现有技术中的缺点最小化或者甚至消除。

本发明的一个目的还在于提供一种固定剂组合物，其具有提高的效率且易于使用。

本发明的另一个目的在于提供一种用于有效降低用于制造纸或板的浆料中的疏水性物质和/或阴离子物质的量的方法。

采用具有下文独立权利要求的特征部分中提供的特征的方法和设置实现了这些目的。

根据本发明的用于减少用于制造纸、板等的含纤维浆料中的疏水性物质和/或阴离子物质的典型的固定剂组合物包含：

–合成阳离子聚合物，其电荷密度为3.0-24meq/g，和

–阳离子非降解淀粉，其电荷密度为0.5-3.0meq/g。

根据本发明的用于制造纸、板等的典型的稠浆料组合物(thick stock composition)包含：

–纤维，和