[發明專利]造紙工藝

有效

• 申請號: 00816284.0
• 申請日: 2000-11-23
• 公開（公告）號: CN1399697A
• 公開（公告）日: 2003-02-26
• 發明（設計）人: 托馬斯·阿爾貝特·維勒瑪;揚·昂德里克斯;羅納德·彼得·威廉默斯·凱塞爾曼斯;雅各布·特普斯特拉
• 申請（專利權）人: 馬鈴薯及衍生產品合作銷售生產阿韋貝公司
• 主分類號: D21H17/28
• 分類號: D21H17/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 戴建波

本發明涉及一種造紙工藝和在所述工藝中淀粉的使用。

為了提高紙的強度性能，通常的做法是在造紙工藝的濕部(wet-end)階段添加陽離子淀粉。造紙工藝的濕部是指造紙工藝中加工纖維紙漿的階段，所說的纖維紙漿來自回收的廢紙、木材、棉花或其他來源的纖維素基材料。“濕部”這一術語源于紙漿是在大量水的存在下進行加工的。

近來，造紙工業有幾種要求增加紙張中淀粉的趨勢。一種趨勢是紙張回收利用的環保需求。當紙張回收利用時，其纖維趨于變短、變脆，后者是由于纖維之間的相互作用減弱。結果，為了生產具有足夠強度的紙張，就必須在造紙的濕部階段增加淀粉的數量。已經發現，當紙被回收一定次數之后，因回收而損失的強度并不總是能簡單地通過添加淀粉來補償。據此，回收最終會導致紙的強度劣化。

另一種趨勢為生產更廉價的紙所驅使。這可以通過把大量廉價填料加入紙中來實現。但是，紙中含有大量填料會使紙張強度變差，從而增加了對濕部添加數量更多的淀粉的需求。

還有一種趨勢與造紙工藝所用設施的變化有關。傳統的施膠壓榨(size-press)越來越多地被預計量施膠壓榨(premetering?size-press)所取代。通常，使用預計量施膠壓榨的影響，是使淀粉滲透到紙張中的程度比使用傳統施膠壓榨更小。結果淀粉對紙張強度的貢獻更小。此外，使用預計量施膠壓榨還會因著色減弱紙張固有的強度。因此，希望在紙張內并入更大量的淀粉，以增加紙張強度。在這方面，特別重要的是，當造紙工藝的濕部添加數量更多的淀粉時，必需獲得所述淀粉的高留著率。換句話說，重要的是，實際上在紙張內并入了大量的淀粉但卻并不損失于紙漿的工藝水中。

在發表于PITA年會會刊1997年10月(曼徹斯特)第87-91頁的“陰離子淀粉：對提高紙張強度有效的濕部構想”一文中，J.Terpstra和R.P.Versluijs曾提出使用陰離子淀粉代替陽離子淀粉作為造紙工藝濕部的補強劑，以便所生產的紙張達到更高的固有強度。使用陰離子淀粉的構想也已經在P.H.Brouwer發表于“Wochenblatt?fuerPapierfabrikation”，19(1997)，928-937的文章中以及在WO-A-93/01353和WO-A-96/05373專利中敘述過，并可以解釋如下。

用于生產紙張的纖維和填料顆粒帶有負電荷。當陽離子淀粉用作紙張補強劑時，它的留著率主要來自帶有正電荷的淀粉和帶有負電荷的纖維和填料顆粒之間的相互作用。而為了把陰離子淀粉的分子黏附到陰離子的纖維和填料顆粒上，要采用所謂的陽離子固定劑(fixative)。原則上，任何陽離子紙張助劑都可以作為陰離子淀粉的固定劑，盡管某些比另一些效果更好。因為價廉和幾乎不受水硬度的影響，聚合氯化鋁被認為是非常有吸引力的固定劑。在這方面，推薦用作固定劑的其他物質特別有明礬或陽離子聚合物，例如聚二甲基二烯丙基氯化銨和多胺。

已經發現，聯合使用陰離子淀粉與適當的固定劑與僅用陽離子淀粉作紙張補強劑的情況相比，可以在紙張中并入多達5倍的淀粉。當然，這就產生了強度高得多的紙張。同時，在造紙過程中用陰離子淀粉和固定劑代替陽離子淀粉時，淀粉留著率高得多。

在造紙過程的濕部采用陰離子淀粉和固定劑代替陽離子淀粉的缺點是必須使用固定劑。盡管該技術中推薦的某些固定劑相當便宜，但所生產紙張的成本還可能由于使用固定劑而顯著增加。另外，當固定劑是陽離子化合物時，不可避免地要隨固定劑一起向紙張中添加平衡陰離子。通常，平衡離子是具有腐蝕性的氯離子。因此，使用固定劑可能導致工藝水的硬化和產生鹽類，它們會干擾其他造紙助劑。

因而，需要探求可以在造紙過程濕部中增加并入紙張中淀粉數量的替代方法。這些替代方法應該優選沒有上述的缺點，尤其希望省卻固定劑的使用。

意外的是，現已發現在造紙過程濕部中使用特殊的交聯淀粉可以實現上述目標。這就是說，本發明涉及一種造紙工藝，在該工藝的濕部中將交聯淀粉加入到纖維素基纖維的水性懸浮液中；這種淀粉的交聯度，以300rpm下的FANN粘度計小于50mPas，優選小于25mPas；FANN-A值小于2.5，優選小于0.5。

本發明有很大的優勢，這種方法在濕部中添加的并入淀粉數量，是不用添加劑的現有工藝所不能達到的。而且，本發明在造紙過程濕部中添加淀粉的留著率，比現有工藝大大增加。同時，當所加淀粉是陰離子淀粉時，不需要添加固定劑。