[发明专利]施胶组合物

说明书

发明背景

本发明涉及使用凝聚质乳化或分散剂来乳化和胶体稳定疏水性物质在含水相中的乳液和分散体，具体地是涉及非松香施胶剂的凝聚质乳化或分散。本发明还涉及用凝聚质稳定的稳定施胶组合物，制备稳定的施胶组合物的方法，使用该施胶组合物制造施胶纸的方法，以及用该施胶组合物施胶的施胶纸包括纸板。

虽然本发明的凝聚质可用于稳定各种不同类型的乳液和分散体，包括在水中的矿物油，但本发明是参考其优选的用途进行描述，即、作为纸张施胶剂的稳定乳化或分散剂，特别是用于非松香施胶剂。

虽然造纸时有数不清的细节，但造纸方法通常包括以下步骤：(1)形成纤维素纤维的水悬浮液，其通常称为纸浆；(2)添加各种加工和纸增强材料，如增强和/或施胶材料；(3)使纤维成片并干燥，以形成所希望的纤维素纸幅；以及(4)对上述网进行后处理，使所得纸具有各种希望的特性，包括表面施用施胶材料，等等。

施胶剂通常为水溶液、分散体、乳液或悬浮液的形式，它们使得用施胶剂处理过的纸，即、施胶纸，可抵抗含水液体包括其他处理添加剂、印刷油墨等的渗透或湿润作用。施胶剂为造纸过程中使用的内用添加剂或者在施胶压榨辊处使用的表面添加剂，其用于提供增强的特性。

许多不同类型的非活性和活性施胶剂在造纸工业中是众所周知的。典型地在酸性造纸条件下制造的纸通常用已知的松香衍生的施胶剂(在此称为“松香施胶剂”)来施胶，该类型的施胶剂通常被认为是非活性的施胶剂。一些在中性和碱性造纸条件下制造的纸也可用松香施胶剂来施胶。上述涉及的应用公开了用于松香施胶剂的凝聚质分散剂。本发明主要是涉及用于非松香施胶剂的凝聚质分散和乳化剂，该非松香施胶剂通常用于在碱性造纸条件下制造纸，也称为碱性纸，还可总地用于制备其他非混溶性油及含水相组合物的稳定分散体和乳液。本发明的凝聚质稳定剂还可用于稳定施胶剂混合物的乳液和分散体，所述施胶剂包括活性和非活性、松香和非松香施胶剂。

高级碱性纸最通常使用的施胶剂是烯基琥珀酸酐(ASA)和烷基烯酮二聚物(AKD)。可用于施胶高级纸的其他类型的施胶剂包括在室温下为液体的烯酮二聚物和多聚物，如烯基烯酮二聚物和多聚物。它们是活性施胶剂，因为具有可共价键地结合纸中的纤维的反应性官能团，使得它们的疏水性尾部由纤维向外取向。这些疏水性尾部的性质及取向使纤维排斥水。

施胶剂的某些性质对于控制它们在造纸过程中的效率和经济性是非常重要的。一个重要的性质是施胶效率，即、所添加的每单位施胶剂可以得到的施胶度。施胶效率是用在制造施胶剂的过程中为得到所希望的施胶特征或者一组特征所使用的材料的量和成本来确定的。施胶剂的效率越高，就可以更低的量或者更高的效率得到所希望的特征，并因此提高了造纸的经济性。过量的施胶剂可导致纸的质量明显下降，这是因为在造纸机上产生沉积，使纸有缺陷。此等沉积物还降低了生产率。

施胶特性受所用施胶剂类型、施胶剂待施用的纸的类型、以及许多其他因素的影响，所述其他因素是过去众多工作的对象，而且是纸处理工业中继续工作的对象。本发明涉及乳液或分散体形式的施胶剂组合物，用于非松香施胶剂以及非松香和松香施胶剂混合物的阳离子胶体凝聚质分散组合物，以及制备和使用所得组合物及分散体的方法。术语“乳液”(液包液)在造纸工业中有时在技术上也称为“分散体”(液包固)。

大多数的施胶分散体是用以下方法制备的，该方法包括在含水介质中形成疏水性施胶剂的乳液，其中温度为施胶剂处于液体形式时的温度。在冷却至室温时，乳液滴固化，并形成施胶分散体。该步骤需要乳化剂和稳定剂，以更好地进行。在施用于造纸过程的湿端时，施胶剂的颗粒吸附在纤维素纤维上。热干燥使已定位的施胶剂颗粒熔融并沿纤维进行分布。纤维由此变成不易湿润的，即、经过施胶的。

过去已使用聚合物来帮助乳化，而且还可促进施胶剂颗粒与纤维素纤维悬浮液的相互作用。淀粉和水溶性结合物如聚酰氨基胺已被使用用于该目的。

已公开了包含施胶剂和分散助剂的各种施胶组合物。

国际专利申请公布WO 97/28311，公开于1997年8月7日，相应于未决的第08/594,612号美国专利申请，以及现已放弃的母案美国专利申请09/046,019，如上所述本发明就是后者的部分继续申请。所述国际专利申请公开了在本发明中使用的凝聚质类型，其是用作松香施胶剂的乳化剂体系。没有公开使用凝聚质用于其他类型的施胶剂或者其他疏水性/含水体系的乳化、分散或稳定。