[发明专利]改善木质纤维素材料的性能的组合物和方法

说明书

本文提供了用于改善木质纤维素材料的性能的施胶压榨组合物。施胶压榨组合物包括铝盐以及阴离子苯乙烯丙烯酸酯乳液施胶剂。基于使用显微镜在10倍的放大倍率下的视觉观察，铝盐及阴离子苯乙烯丙烯酸酯乳液施胶剂基本上均匀地分散在施胶压榨组合物中。本文还提供了由过程形成的施胶压榨组合物。过程包括组合染料和淀粉以形成染料混合物。过程还包括组合染料混合物、苯乙烯丙烯酸酯乳液施胶剂及铝盐以形成施胶压榨组合物。基于使用显微镜在10倍的放大倍率下的视觉观察，染料、淀粉、铝盐及阴离子苯乙烯丙烯酸酯乳液施胶剂基本上均匀地分散在施胶压榨组合物中。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月26日提交的美国申请No.16/018,936的优先权，其内容在此明确引入作为参考。

技术领域

本公开总体上涉及纸产品的表面施胶，并且更具体地涉及利用铝盐和苯乙烯丙烯酸酯乳液(SAE)施胶剂来改善木质纤维素材料的性能的组合物和方法。

背景技术

苯乙烯丙烯酸酯乳液(SAE)施胶剂已作为表面施胶剂广泛应用于纸及纸板工业中，用以提高纸和纸板的耐水性。取决于合成中使用的单体，这些SAE施胶剂可以是阳离子的、阴离子的或两性的，所有均在明确定义的条件下在工业上使用。

这些SAE施胶剂既可以单独使用，也可以与施胶助剂结合使用，施胶助剂例如是铝盐，并且最主要是硫酸铝(明矾)和聚合氯化铝(PAC)。一旦在水溶液中电离，铝阳离子有助于将施胶剂固定至带负电荷的纤维素纤维上。这些施胶助剂是强阳离子型的，且通常仅与阳离子SAE施胶剂一起用于施胶压榨机中。

尽管多价金属离子例如铝是有效的施胶助剂，但当添加至施胶压榨机时，铝离子在溶液中的阳离子特性限制造纸者及纸板生产商仅使用阳离子染料、阳离子光学增白剂(OBA)及其他阳离子添加剂。此外，阳离子SAE施胶剂也必须在施胶过程中使用铝盐，由于阳离子SAE施胶剂相对于阴离子SAE施胶剂的成本增加，这将导致施胶过程的成本增加。阴离子染料、阴离子OBA以及其他阴离子添加剂将导致与带正电荷的多价阳离子(在此情况下来自铝盐的铝)形成团聚体。如果这些铝盐与阴离子SAE施胶剂结合，也会形成团聚体和沉积物。

当阴离子染料用于纸及纸板制造过程时，通常使用阴离子表面施胶剂，例如阴离子SAE施胶剂，以及苯乙烯马来酸酐或苯乙烯丙烯的溶液酸聚合物进行施胶。不能使用铝盐，例如PAC和明矾，这是因为这些盐是强阳离子的。但这是有问题的，因为SAE及纤维二者上的负电荷，阴离子SAE施胶剂不能有效地与纤维结合，因而导致在与阳离子系统相等的剂量下减少施胶。因此，需要解决方案用于改善这种组合的性能。

因此，期望提供利用SAE施胶剂(例如阴离子SAE施胶剂)及具有染料和OBA(例如阴离子染料和OBA)的铝盐组合物和方法。此外，结合附图以及前述技术领域和背景技术，根据随后的概述和详细描述以及所附权利要求，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本文公开了用于改善木质纤维素材料的性能的组合物的各种非限制性实施方案，以及用于其的方法的各种非限制性实施方案。

在一个非限制性实施方案中，本文提供了用于改善木质纤维素材料的性能的施胶压榨组合物。施胶压榨组合物包括，但不限于，铝盐以及阴离子苯乙烯丙烯酸酯乳液(SAE)施胶剂。基于使用显微镜在10倍放大倍率下的视觉观察，铝盐和阴离子SAE施胶剂基本上均匀地分散在施胶压榨组合物中。

在另一非限制性实施方案中，本文提供了用于改善通过一方法形成的木质纤维素材料的性能的施胶压榨组合物。所述方法包括，但不限于，组合染料和淀粉以形成染料混合物。所述方法进一步包括，但不限于，组合染料混合物、苯乙烯丙烯酸酯乳液(SAE)施胶剂及铝盐以形成施胶压榨组合物。基于使用显微镜在10倍放大倍率下的视觉观察，染料、淀粉、铝盐及SAE施胶剂基本上均匀地分散在施胶压榨组合物中。