[發明專利]造紙中改進的留著和濾水

無效

• 申請號: 200580050243.5
• 申請日: 2005-12-22
• 公開（公告）號: CN101208478A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: R·A·格爾曼;E·A·S·多爾蒂
• 申請（專利權）人: 赫爾克里士公司
• 主分類號: D21H21/10
• 分類號: D21H21/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 程大軍

相關申請的交叉引用

本申請主張于2005年6月24日提交的美國臨時申請第60/693,852號的權益，其全部內容通過引用結合在此。

技術領域

本發明涉及采用絮凝體系、由纖維素原料來制造紙張和紙板的方法。

背景技術

留著和濾水是造紙的重要方面。已知某些物質在紙和紙板的生產中可提供改進的留著和/或濾水特性。

纖維素纖維片材、特別是紙張和紙板的制造包括以下步驟：1)制備也可以含有無機礦物填充劑或顏料的纖維素纖維含水漿料；2)將該漿料沉降在移動的造紙網或織物上；和3)通過濾水由漿料的固體組分形成片材。

在上述步驟之后，進行片材的擠壓和干燥以進一步移除水分。在片材形成的步驟之前，經常將有機的和無機的化學品添加到漿料中，以使得造紙更經濟、更快、和/或在最終的紙產品中獲得特殊的性質。

造紙工業一直在努力改進紙的質量、提高生產率以及降低生產成本。經常在纖維素漿料到達造紙網或織物之前向其添加化學品以改進濾水/脫水和固體留著；這些化學品稱作助留劑和/或濾水劑。

在實現更快的造紙機速率中，纖維素漿料在造紙網或織物上的濾水或脫水常常是限制步驟。改進的脫水也可以在壓機和干燥機部件中得到較干的片材，從而降低能量消耗。此外，由于這是在造紙中決定片材的許多最終性能的步驟，所以助留劑和/或濾水劑可以影響最終紙片的性能屬性。

對固體而言，在濾水并形成紙幅的湍流法過程中，造紙助留劑用于增加細小配料的固體在紙幅中的留著。在沒有足夠的細小固體留著下，它們或是流失于工廠廢水中，或是在紙漿白水回路循環中聚集至高的濃度，從而可能引起沉積物堆積。另外，由于傾向吸附于纖維的添加劑的損失，不充分的留著增加了造紙者的成本。添加劑可為紙提供不透明性、強度、施膠性(sizing)或其它需要的特性。

帶有或陽離子電荷或陰離子電荷的高分子量(MW)水溶性聚合物通常被用作助留劑和濾水劑。所用聚合物或共聚物的效力根據由其組成的單體的類型、單體在聚合物基體中的排列、合成分子的分子量、以及制備方法的不同而變化。

無機微粒的新近發展顯示在其與高MW水溶性聚合物組合用作助留劑和濾水劑時，與通常的高MW水溶性聚合物相比其具有更好的留著和濾水性能。US?4,294,885和4,388,150教導了淀粉聚合物與膠態二氧化硅的使用。US?4,643,801和4,750,974教導了陽離子淀粉、膠態二氧化硅和陰離子聚合物的凝聚粘結劑的使用。US?4,753,710教導了用高MW陽離子絮凝劑絮凝化紙漿配料、對絮凝的配料誘導剪切、以及然后向配料引入膨潤土。

最近發現在某些條件下制備的水溶性共聚物顯示出獨特的物理特性。這類聚合物是在沒有化學交聯劑的情況下制備的。此外，所述共聚物在包括造紙應用的某些應用如助留劑和濾水劑中提供了出乎意料的活性。顯示獨特特性的陰離子共聚物公開于WO?03/050152?A1，其全部內容通過引用結合在此。顯示獨特特性的陽離子共聚物和兩性共聚物公開于美國專利申請公布2004/0143039?A1，其全部內容通過引用結合在此。

無機粒子與丙烯酰胺線性共聚物的使用是本領域中已知的。新近的專利教導了這類無機粒子與水溶性陰離子聚合物(US?6,454,902)或特殊交聯物質(US?6,454,902、US?6,524,439和US?6,616,806)的使用。然而，這里仍有改進留著和濾水性能的需要。

發明內容

公開了一種在造紙工藝中改進留著和濾水的方法。該方法提供了在紙漿漿料中加入改進的締合聚合物，其中所述聚合物的改進通過自由基引發劑的不連續多次添加提供。

此外，公開了制備改進的締合聚合物的方法。

此外，公開了包含改進的締合聚合物和其它物質，并任選進一步包含可用于在造紙工藝中提供改進的留著和濾水的纖維素纖維的組合物。

具體實施方式

本發明提供了在某種條件下制備的改進的水溶性共聚物(這里稱作“締合聚合物”)。意外地發現在聚合工藝過程中采用一連串不連續添加引發劑得到了締合聚合物(比如公開于WO?03/050152?A1或US?2004/0143039?A1的聚合物，其每一篇的全部內容通過引用結合在此)，其具有改進的特性如增強的留著和濾水性能，超過了公開于WO?03/050152?A1或US?2004/0143039的締合聚合物。