[发明专利]淀粉组合物及其在造纸湿部中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及含有两种不同改进淀粉的淀粉组合物。该组合物含离子淀粉和阳离子淀粉的混合物。熬煮后，该组合物用于制造纸张和卡片纸板。与含有相同的组分没有先混合且一起熬煮而只是分别添加制得的纸张或纸板相比，本发明制得纸张和纸板有更好的性能。而且，预先混合使组分的添加变得更容易。

背景技术

在造纸生产中，纤维素制成纸浆悬浮物，然后将纸浆置于筛网使纤维取向和滤掉液体。经过筛网后，纸张在轴间挤压进一步减少水分含量，再经过最后的干燥就制成了纸。纸的强度取决于纸浆本身。典型地，新鲜的纸浆制得的纸比相同质量的纸再制浆制得的纸强度高。而且，每循环一次纸的强度就会降低。因此，让人感兴趣的是找到能增加纸强度的添加剂。已经知道，通过在施胶压榨前或在纸浆中即造纸工艺的湿部添加添加剂能增加纸的强度。可以使用淀粉或多羟基高分子聚合物作为填料或粘结剂。通常，通过加入离子基团进一步对这些分子进行改性，从而增加粘结能力。

淀粉或聚合物的加入可以提供某些所需的性能。可以用不同的方法增强纸张的性能尤其是物理性能。

如上所述在造纸工艺中淀粉或聚合物可以在两个步骤中加入，要么在工艺开端(湿部)加入熬煮过的阳离子淀粉(不同电荷量)或聚合物至纤维中，要么在施胶压榨部加入，所述施胶压榨部在湿部后和第一烘缸之间安装在纸机中。两种方法都有其优点，但是它们也受到限制和存在不足。

如果物质能留着在形成纸张或纸板的基础的纤维上，在湿部加入淀粉或聚合物才有效。为了达到此目的，淀粉或聚合物被阳离子基团或阴离子基团取代。聚合物的最大加入量由产品的运行性能限制。

这种方法的缺点是为了使最终产物性能最优需要加入大量的淀粉或聚合物。对阳离子淀粉来说，最大加入量通常是2—2.5％，形成初始阻挡层以便进一步优化。加入量越大，需要的强度改进越大，由于过量电荷的影响会导致严重的运行性能问题。

为了加入更多的淀粉或聚合物，也可以在纸张成形和干燥后的步骤中加入。然而，在这些步骤中，纸张或纸板不得不再湿而需要进一步干燥。另外，与在湿部加入相反，在较后的步骤中加入的聚合物和/或淀粉不能完全渗透进预先成型的材料中而得不到相同的产品。通常只经过酶化和热化学转换的天然淀粉在施胶压榨部的应用限制稍有不同。主要的缺点是在应用过程中纸的再湿会降低机器的速度。另外，紧接着的纸的第二干燥步骤会消耗大量的能量。尤其是对高克重纸，质量的另一障碍是纸中淀粉的渗透量。有时，施胶液不能渗入纸张中而带来有益的强度性能。

因此在许多纸机的实际操作中，生产商将在湿部和施胶压榨部添加淀粉结合使用可得到所需性能的纸。

由上述原因可知，通过在湿部加入更高含量的淀粉和/或聚合物来替代施胶压榨可以使生产效率显著提高。为此，需要一种产品，该产品能产生所需强度性能的高添加量和提供足够的自留性。

为了满足这种要求，已经开发出一种体系，其中使用电荷相反的淀粉和/或聚合物。第一种淀粉或聚合物在湿部的开端加入或与浆液混合，第二种电荷相反的聚合物或淀粉在整流辊或纸张网案中加入。两种组分结合形成沉淀并且既能提高留着率又能提高可添加组分的总量。该组合物第二组分也能在施胶压榨部添加，但是，由于第一种组分留着率低，这种方法有时效率较低。

事实上，这种体系不能得到一个施胶压榨被替代的工艺，已经不适用。分两个步骤加入两种电荷相反的组分并且这些组分通常分开制备已经很不适用。

例如在欧洲专利EP0282415中的描述，其中描述了一种造纸方法，其特征在于在湿部的两个或数个不同点加入一种(或数种)阳离子淀粉和一种(或数种)除了磷酸淀粉以外的阴离子淀粉。根据实施例淀粉以预凝胶的形式加入，所述预凝胶是通过恰好在加入前熬煮淀粉而制得的。

国际专利申请WO96/05373中描述了—种方法，该方法描述了将多羟基高分子聚合物或类似物质施于基材上的方法。该方法包括在阴离子形式的所述物质的溶液中加入电荷相反的凝聚剂使这些物质不溶，然后将这种不溶物质应用于所述基材上。

因此，需要改进这种体系，其中既能使添加变得容易又不需施胶压榨。

发明内容

本发明公开了—种组合物，其加入纸张和纸板中能增加强度性能同时组合物容易加入。

本发明公开了一种包含一种阳离子淀粉和一种阴离子淀粉的组合物，所述组合物适合在造纸工艺的湿部加入。

本发明也公开了一种处理该组合物使之适合在造纸中应用的方法。所述处理方法由间歇熬煮该组合物或通过直接蒸气注入组成。

本发明进一步公开了包含一种阴离子淀粉和一种阳离子淀粉的组合物在造纸湿部中的应用。