[发明专利]用于纸张制造中亮度改善的方法和组合物

说明书

发明背景

1、技术领域

本公开涉及用于在纸浆和纸张制造中改善亮度和光学特性、防止亮度损失，和提高热黄变抗性的组合物和方法。更具体地，本公开涉及包含硼氢化物的组合物，其单独或在光学增亮剂的存在下，有效地提高纸张产品的亮度和光学性能以及提高其热稳定性。

2、背景技术

通过机械或化学制浆方法生产的纸浆根据所使用的木材类型和纤维分离方法具有其范围可以是从深褐色至奶油色的颜色。纸浆被漂白以产生白色纸张产品用于多种应用。

漂白是去除或改变那些出现在未漂白纸浆中的光吸收物质。在机械纸浆的漂白中目的是在不溶解木质素的情况下使纸浆脱色。通常使用还原(例如连二亚硫酸钠)或氧化(例如过氧化氢)漂白剂。漂白通常是多级过程。化学纸浆的漂白是在消化阶段开始的脱木素作用的延伸。漂白通常是多级过程，其阶段可以包括二氧化氯漂白、氧碱脱木素作用和过氧化物漂白。

主要归因于热老化的变色作用在使用经漂白纸浆的造纸过程的各种阶段中以及在最终的纸张产品中导致黄变和亮度损失。工业上大量投资于改善成品纸张或纸张产品的光学性能的化学品，例如漂白剂和光学增亮剂。然而到目前为止结果不尽人意，而由变色和黄变产生的经济损失对该产业提出重大而持续的挑战。因此，对于防止纸浆和纸张的亮度损失与不期望的黄变仍然需要成功且实用的解决方案。

之前已开发出在造纸过程中改善并稳定亮度以及提高黄变抗性的技术(参见美国专利第8,246,780号，其内容明确地通过引用并入本申请)。作为进一步的发展，本发明人发现了显著改善该技术的方式，该方式是基于在美国专利第8,246,780号中所述的组合物和未在该参考文献中教导或提出的另一还原性化学品之间意外的协同作用。

发明内容

在一个方面，本公开提供了用于制备具有提高的亮度和提高的热黄变抗性的漂白纸浆材料的方法。该方法包括以下步骤：i)提供经漂白纸浆材料；和ii)使经漂白纸浆材料与有效量的包含硼氢化物的还原剂混合物接触。

在另一个方面，本公开提供了防止经漂白纸浆材料在存储期间的亮度损失和黄变的方法。该方法包括添加有效量的包含硼氢化物的还原剂混合物至经漂白纸浆材料。任选地，该方法还包括添加一种或更多种螯合剂、一种或更多种聚羧酸酯/盐(polycarboxylates)、或其组合至经漂白纸浆材料的步骤。任选地，还原剂混合物和任选的一种或更多种螯合剂，和任选的一种或更多种聚羧酸酯/盐可以在存储、混合或转移槽中在漂白阶段后添加至经漂白纸浆。

在另一方面，本公开提供了包括含有硼氢化物的还原剂混合物和一种或更多种光学增亮剂的组合物。任选地，所述组合物还可以包含一种或更多种螯合剂、一种或更多种聚羧酸酯/盐，或者一种或更多种螯合剂和一种或更多种聚羧酸酯/盐的任何组合。

上文相当宽泛地概述了本公开的特征和技术优点，以使下文的详细说明可以被更好地理解。本公开另外的特征和优点将在下文描述，其形成本申请的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的构思和特定实施方案可以容易地用作修改或设计其他实施方案用于实施本公开的相同目的的基础。本领域技术人员还应当认识到这种等效实施方案不偏离在所附权利要求中提出的本公开的精神和范围。

附图说明

不适用

具体实施方式

本公开提供了用于制造表现出高光学亮度的纸张和纸张产品的改进方法。可以通过在造纸过程的任何阶段将如本文所限定的包含硼氢化物的还原剂混合物添加至纸浆、纸张、纸板和/或纸巾来实现经漂白纸浆和由经漂白纸浆制备的纸张产品的抗热黄变之亮度稳定作用、颜色改善作用和亮度提高作用。

亮度是用于描述纸浆或纸张白度的术语，其等级根据纸张对蓝光(457nm)的反射率为0％(纯黑)至100％(相对于MgO标准，其具有约96％的绝对亮度)。“热亮度损失”是纸张和纸浆在时间、温度和湿度影响下的亮度损失(非光化学亮度损失)。“存储期间亮度损失”是在存储条件下随着时间过去的热亮度损失。

经漂白纸浆材料的黄变(返色)是经漂白纸浆、由经漂白纸浆制备的纸张、纸板、纸巾和相关材料经过一段时间的亮度损失。

本文所述的还原剂适用于任何用于造纸过程的经漂白纸浆材料，和由经漂白纸浆制备的任何纸张产品。如本文所使用，“经漂白纸浆材料”表示经漂白纸浆和由经漂白纸浆制备的纸张产品，包括纸张、纸板、纸巾等。