[发明专利]纸张和纸板生产用纤维状组合物

说明书

本发明涉及一种纸张或纸板生产用新型纸浆组合物，所述新型纸浆组合物包含氧化回收纸浆和/或氧化机械纸浆。本发明还涉及基于该纸浆组合物的纸张和纸板，以及一种生产该纸张或纸板的方法。本发明还涉及氧化回收纸浆和/或氧化机械纸浆在改进适用于生产纸张或纸板的浆料的留着和滤水性能中的用途。本发明进一步涉及氧化回收纸浆和/或氧化机械纸浆在改进，即提高纸张和纸板的干强度中的用途。

当前许多纸张使用回收纸浆，即通过再循环废纸获得的纸料而生产，或使用机械纸浆而生产。由于回收纸浆和机械纸浆的成本显著低于原纸料的成本，提高纸张或纸板生产用纤维或纸料中回收纸浆或机械纸浆的比例对于造纸商而言代表巨大的经济利益。然而，当纤维结构在纸张和纸板再循环期间或在木材机械破坏期间被破坏而导致纸张中较低强度值时，回收纸浆的质量通常存在缺点。因此，纸张和纸板生产用纸料中回收纸浆或机械纸浆的量被限制。然而，出于上述原因，需要提高回收纸浆和/或机械纸浆的比例。

已存在关于通过使用其中纤维素纤维已事先进行氧化的纸料生产纸张的各种报导。

WO 99/23117描述了一种氧化纸料中纤维素纤维的方法，其中纸料用氧化酶如漆酶在介体存在下进行氧化。所提出的纸浆为机械纸浆、化学纸浆、化学机械纸浆和再循环纸浆。据说该方法导致改进的柔韧性、改进的保水值(WRV)和提高的强度。

EP 1077286描述了醛改性的纤维素纸浆在生产纸张中的用途。醛基通过化学氧化如用次氯酸钠在介体存在下氧化而引入纤维素纸浆中。更具体而言，由此改性的纤维素纸浆导致改进的湿抗拉强度和提高的湿抗拉强度与干抗拉强度比。类似情况说明由EP 1106732已知，但此处额外使用含羟基聚合物。

WO 00/68500同样描述了一种生产具有改进的湿强度性能的纸张的方法，其中使用未漂白或半漂白的化学纸浆或半化学纸浆或来自用酚氧化酶如漆酶在介体如TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶氧基)存在下处理的再循环纤维的纸浆。

WO 01/29309同样描述了一种利用其纤维素纤维已事先用氧化剂在介体存在下处理的纸料而生产纸张的方法。氧化也导致纸张湿强度性能改进。

虽然在本文所引用的现有技术中描述了使用氧化纸浆，但该类氧化纸浆迄今尚未用于造纸工业中。对于此，一个原因可能在于氧化使纤维素纤维在结构上被破坏，这导致纸张的干强度性能，更具体而言(切口)撕裂能受损。通过比较，相比于未处理纤维，观察到的湿抗拉强度改进是显著的，例如相比于未处理纤维改进高达10倍。然而，在许多情况下这是不理想的，因为这显著提高再加工纸张的能量要求。

在纸张或纸板生产中的另一问题在于纸张或纸板生产用纸浆组合物，更具体而言包括高比例的回收纸浆和/或机械纸浆或热法机械纸浆的那些类型纸浆组合物的留着性能通常不令人满意，需要使用较大量的助留剂。纸浆组合物的滤水性能通常也不令人满意。

本发明目的在于提供克服现有技术缺点的纸张或纸板生产用纸浆组合物。

我们已发现该目的通过本发明纸浆组合物而实现，因为氧化纸浆通过例如单程留着率(FPR)增大和/或灰分留着率增大(可例如使用TAPPI T-261的动态滤液瓶测试方法测定)而惊人地改进纸张生产用纸浆组合物和含水纤维悬浮液的留着性能，已通过氧化至少一种选自回收纸浆、机械纸浆及其混合物的常规纸浆而将1-500mmol羧基和1-200mmol醛基/kg常规纸浆引入所述氧化纸浆中，以烘干计。更具体而言，这适用于由纸浆组合物生产的纸张和纸板的情况，所述纸浆组合物除了作为成分B的氧化纸浆外，进一步包含作为成分A的化学纸浆和至少一种除成分A的化学纸浆和氧化纸浆B之外的其他常规纸浆C，其中纸浆组合物中氧化纸浆和化学纸浆的总量基于纸浆组合物中全部纸浆质量占30-80重量%并且成分A、B和C基于纸浆组合物中全部纸浆质量占至少70%，更特别为至少80%，具体为至少90%或100%，其中成分A、B和C的所述量各自以烘干材料计。此外，使用该氧化纸浆B导致纸张或纸板的干强度性能改进，而不会造成湿强度性能显著提高。另外，使用该类氧化纸浆能够改进含水纤维悬浮液的滤水性能，即缩短纸浆生产滤水时间(可例如根据ISO标准5267测定)。