[發明專利]利用高固體份乙醛酸化-聚丙烯酰胺和含硅微粒造紙以及由此制造的制品

無效

• 申請號: 201080038529.2
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN102482851A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 路晨
• 申請（專利權）人: 巴科曼實驗室國際公司
• 主分類號: D21H17/63
• 分類號: D21H17/63;D21H21/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賈靜環

發明背景

本發明基于35U.S.C.§119(e)要求2009年6月29日提交的在先美國臨時專利申請61/221,107的優先權，在此將其全部內容并入作為參考。

本申請涉及造紙，以及更具體來說本發明涉及利用高固體份(high?solid)乙醛酸化(glyoxalated)聚丙烯酰胺和含硅微粒造紙以及由此制造的制品。

在利用纖維素纖維的稀釋的水懸浮液在造紙裝置上生產紙和紙板中，該懸浮液可以通過一個或多個剪切階段(shear?stage)，并且得到的懸浮液通過網過濾(drainage)以形成紙頁，然后將其干燥。在過去嘗試進行了方法的改進，例如，在助留(retention)、過濾、干燥階段、以及在最終紙頁的形成(或結構)特性方面。助留是用于造紙的術語，表示造紙纖維和加入并提供的其他添加劑保留在制成的紙中的程度。助留劑通常表現為增加紙漿纖維和添加劑的凝聚(flocculating)趨勢以在通過造紙機網或篩過濾期間抑制它們的損失。過濾或脫水是造紙過程的另一個必須步驟。

美國專利No.3,556,932涉及乙醛酸化聚丙烯酰胺，其可以通過在弱堿性條件下使乙二醛與陽離子聚丙烯酰胺反應來制備，并且將其用于提高紙的濕強度。亞硫酸氫鈉用作抗膠凝劑。陽離子聚丙烯酰胺(基體聚合物(basepolymer))具有7000～25000道爾頓的分子量。陽離子電荷通過丙烯酰胺與陽離子單體共聚來獲得，所述陽離子單體通常為二甲基二烯丙基氯化銨。在美國專利No.3,556,932中列舉的基體聚合物具有低于25000道爾頓的分子量并且丙烯酰胺∶DADMAC的摩爾比例為99∶1～75∶25。

WO?2006/068964涉及在含亞硫酸鹽離子的造紙系統中使用反應性陽離子樹脂作為干強劑和濕強劑。該陽離子樹脂包括二醛反應性共聚物，其中在與二醛反應之前，陽離子共聚單體包含大于10摩爾％的二醛反應性共聚物。WO?2006/068964也涉及造紙過程，其中，將上述陽離子樹脂添加到含有超過20ppm的亞硫酸鹽的含水紙漿懸浮液中。

WO?2008/157321涉及儲存穩定的乙醛酸化聚丙烯酰胺聚合物以及由其制備的高固體份含水組合物，其可以用作造紙的添加劑，提供具有良好干強度和暫時濕強度的紙，并且提高造紙的脫水速率。

美國專利No.4,961,825涉及通過添加了粘合劑的造紙原料制造紙或紙漿的過程，其中所述粘合劑包括陽離子和陰離子組分。陰離子組分由具有至少一層硅酸鋁或鋁改性的硅酸表面層的膠體陰離子顆粒構成，其顆粒的表面基團含有比例為9.5∶0.5～7.5∶2.2的硅和鋁原子，并且陽離子組分由具有0.01-1.0取代度的陽離子碳水化合物構成。

美國專利No.5,368,833涉及二氧化硅溶膠，其具有高含量微凝膠和具有高比表面積的鋁改性顆粒。該專利指出所述溶膠適合在造紙過程中用作添加劑，與陽離子聚合物結合。

美國專利No.5,603,805涉及二氧化硅溶膠，其具有高含量微凝膠和具有范圍在300～700m²/g比表面積的顆粒。該專利指出所述溶膠適合在造紙過程用作添加劑，與陽離子聚合物結合，例如陽離子丙烯酰胺基聚合物。

美國專利No.4,305,781涉及通過纖維素纖維的水懸浮液制造新聞用紙、牛皮紙或瓦楞原紙(fluting?medium)的方法，該專利指出通過包括水溶性高分子量的、基本上為非離子型聚合物和膨潤土型粘土提高了懸浮液的過濾和助留性質。

美國專利No.4,753,710涉及通過如下步驟制備紙或紙板的過程：使含水纖維素基質通過雙鼓旋翼篩(centriscreen)或其他剪切設備，以及然后對經純化的懸浮液進行過濾，以及該專利指出通過在剪切懸浮液之前向懸浮液中添加過量高分子量線性合成陽離子聚合物，以及在剪切之后添加膨潤土可以結合地提高助留、過濾、干燥和成形過程。

美國專利No.4,388,150涉及造紙過程，其中向含水造紙原料或白水中添加包括膠體硅酸和陽離子淀粉的粘合劑。

發明內容

本發明的特征在于使用乙醛酸化聚丙烯酰胺(“G-PAM”)聚合物和微粒提供強化的添加劑體系，以提高造紙過程中的濕部過濾和助留。

本發明的另一個特征在于利用包括高固體份的乙醛酸化聚丙烯酰胺聚合物和含硅微粒的助留/過濾添加劑體系提供提高的造紙助留效率和脫水速率。

本發明另外的特征在于利用包括高固體份的乙醛酸化聚丙烯酰胺聚合物和含硅微粒的添加劑體系提供降低的過濾液濁度和更快的濾水速率(drainage?rate)。