[發(fā)明專利]造紙生產(chǎn)中保留和排水的改進(jìn)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580045468.1
• 申請(qǐng)日: 2005-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101103154A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·A·格爾曼;J·C·哈林頓;F·J·薩特曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 赫爾克里士公司
• 主分類號(hào): D21H21/10
• 分類號(hào): D21H21/10
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 于輝

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)要求于2004年12月29日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/640,157的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用絮凝體系從纖維素原料制造紙和紙板的方法。

背景技術(shù)

保留和排水(retention?and?drainage)是造紙技術(shù)的一個(gè)重要方面。已知某些材料在紙和/或紙板的生產(chǎn)中可以改進(jìn)保留和/或排水。

纖維素纖維紙張，尤其是紙和紙板的制造，包括：1)含無(wú)機(jī)礦物增量劑或顏料的纖維素纖維的漿料的生產(chǎn)；2)將該漿料沉積在移動(dòng)著的造紙網(wǎng)或織物上；以及3)通過(guò)排出水分由該漿料的固體組分形成紙張。

在上述步驟后，通過(guò)壓榨并干燥紙張以進(jìn)一步除去水分。在形成紙張步驟之前，通常將有機(jī)的和無(wú)機(jī)的化學(xué)物質(zhì)加入至該漿料，以使得造紙方法成本更低、速度更快、和/或在最終的紙產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)特定的性能。

造紙行業(yè)一直力求改善紙張質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，以及降低生產(chǎn)成本。通常在纖維素漿料到達(dá)造紙網(wǎng)或織物之前，向纖維素漿料加入化學(xué)物質(zhì)以改善排水/脫水和固體保留；這種化學(xué)物質(zhì)被稱為助留劑和/或助排劑。

造紙網(wǎng)或織物上的纖維素漿料的排水或脫水通常是實(shí)現(xiàn)更快的造紙機(jī)速度的限制步驟。脫水作用的改善還可以在壓榨和干燥步驟中實(shí)現(xiàn)更干燥的紙張，由此節(jié)省能源消耗。另外，在造紙方法中的這一階段決定了紙張的許多最終性能，助留劑和/或助排劑可能影響最終紙張的性能特征。

至于固體(solids)，在排水和形成紙幅的湍流方法期間，使用造紙助留劑來(lái)提高紙幅中的精細(xì)裝飾固體(fine?furnish?solid)的留著量。若不能充分留著精細(xì)固體，它們或者流失于碾磨的流出物中或者在循環(huán)白水環(huán)路中聚集至高的水平，從而有可能導(dǎo)致沉淀聚集。另外，留著不足造成旨在吸附于纖維上的添加劑的流失，從而增加造紙成本。添加劑可以給紙張?zhí)峁┎煌该餍浴?qiáng)度或施膠或其它希望得到的性能。

傳統(tǒng)上已經(jīng)使用具有陽(yáng)離子電荷或者陰離子電荷的高分子量(MW)水溶性聚合物作為助留劑和助排劑。與傳統(tǒng)的高分子量水溶性聚合物相比，無(wú)機(jī)微米顆粒用作助留劑和助排劑并結(jié)合高分子量水溶性聚合物的最近研究進(jìn)展表現(xiàn)出優(yōu)異的保留和排水效力。美國(guó)專利4,294,885和4,388,150公開(kāi)了與膠體二氧化硅一起使用淀粉聚合物的方法。美國(guó)專利4,643,801和4,750,974公開(kāi)了陽(yáng)離子淀粉、膠體二氧化硅和陰離子聚合物的凝聚層粘合劑的使用。美國(guó)專利4,753,710公開(kāi)了用高分子量陽(yáng)離子絮凝劑絮凝紙漿配料(furnish)，對(duì)絮凝的配料施加誘導(dǎo)剪切力，然后向該配料中引入膨潤(rùn)土。

所用聚合物或共聚物的效力取決于組成它們的單體類型、聚合物基體中單體的排列、合成分子的分子量以及制備方法而改變。

最近已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水溶性共聚物在特定條件下制備時(shí)表現(xiàn)出獨(dú)特的物理特性。這些聚合物是在不用化學(xué)交聯(lián)劑的條件下制備的。另外，共聚物在某些應(yīng)用中提供了預(yù)想不到的活性，包括在造紙工業(yè)中用作例如助留劑和助排劑。在WO?03/050152?A1中公開(kāi)了表現(xiàn)出獨(dú)特性質(zhì)的陰離子共聚物，該專利全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中。在編號(hào)為10/728,145的美國(guó)專利中公開(kāi)了表現(xiàn)出獨(dú)特性質(zhì)的陽(yáng)離子和兩性共聚物，該專利全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文中。

在本領(lǐng)域中與線性丙烯酰胺共聚物一起使用無(wú)機(jī)顆粒已為人熟知。最近的專利公開(kāi)了這些無(wú)機(jī)顆粒與水溶性陰離子聚合物(US6,454,902)或者特殊的交聯(lián)材料(US6,454,902、US6,524,439和US6,616,806)的使用。

但是，仍需要改進(jìn)保留和排水的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開(kāi)了一種改進(jìn)造紙工藝中保留和排水的方法。該方法提供了向造紙漿料中添加締合聚合物(associative?polymer)和水相容的聚合物的方法。

另外，本發(fā)明公開(kāi)了一種組合物，其包含締合聚合物和水相容的聚合物，并且任選地還包含纖維素纖維。

另外，本發(fā)明公開(kāi)了一種組合物，其包含締合聚合物、水相容的聚合物、硅質(zhì)材料(siliceous?material)，并且任選地還包含纖維素纖維。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了在特定條件下制備的水溶性共聚物(本文以下稱作“締合聚合物”)和水相容的聚合物的協(xié)同組合。已經(jīng)驚人地發(fā)現(xiàn)這種協(xié)同的組合產(chǎn)生優(yōu)于單種組分的保留和排水性能。當(dāng)一起組合使用各組分時(shí)產(chǎn)生協(xié)同作用。