[发明专利]利用离子型交联的聚合物微粒造纸以及由此制造的产品有效
申请号: | 201180062990.6 | 申请日: | 2011-10-26 |
公开(公告)号: | CN103282582A | 公开(公告)日: | 2013-09-04 |
发明(设计)人: | 班卫平 | 申请(专利权)人: | 巴科曼实验室国际公司 |
主分类号: | D21H17/41 | 分类号: | D21H17/41;D21H21/10;C08F20/10;D21H21/24;D21F9/00 |
代理公司: | 北京市柳沈律师事务所 11105 | 代理人: | 贾静环 |
地址: | 美国田*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 利用 离子 交联 聚合物 微粒 造纸 以及 由此 制造 产品 | ||
发明背景
本发明基于35U.S.C.§119(e)要求2010年10月29日提交的美国临时专利申请61/408,262的优先权,在此将其全部内容并入作为参考。
本发明涉及造纸,以及更具体来说本发明涉及利用含离子型交联的聚合物微粒的助留剂体系造纸以及由此制造的产品。
在造纸装置上利用纤维素纤维的稀释的含水悬浮液生产纸和纸板的过程中,该悬浮液可以通过一个或多个剪切阶段(shear stage),并且得到的悬浮液通过网脱水以形成纸张,然后将其干燥。通常在悬浮液中包含各种无机添加剂和/或有机聚合材料以尽力改善该方法或其产品。在过去尝试进行了方法的改进,例如,在保留(retention)、脱水(drainage)及干燥阶段、以及在最终纸张的形成(或结构)特性方面。然而,这些或其他造纸参数可以以不可预测的方式彼此冲突。保留是用于造纸的术语,其表示纸浆纤维和加入到配料(furnish)中的其他添加剂保留在制成的纸中的程度。助留剂通常表现为增加纸浆纤维和添加剂的凝聚(flocculating)趋势以在通过造纸机网或筛网脱水期间抑制它们的损失。过滤或脱水是造纸过程的另一个必须步骤,其倾向于与保留相反,例如在造纸机的纸张形成区域中寻求快速减少含水纸浆混悬液的水含量。
已将微粒及其他粒子材料作为助留剂加入造纸纸浆中。不同于水溶性聚合物助留体系,微粒助留体系通常涉及水不溶性微粒助留剂。已知使用二氧化硅、二氧化硅溶胶及膨润土作为无机或矿物微粒用作造纸中的助留剂。在造纸中已将特定聚合物微粒用作助留剂。例如,U.S专利申请公开2006/0142430A1涉及提供往造纸浆料中加入组合物的方法,该组合物包含缔合聚合物以及有机微粒(该微粒为非离子单体、离子单体和交联剂的共聚物),以及任选的硅质材料。U.S专利第5,171,808号涉及交联的阴离子及两性微粒。
不同于之前微粒的其他有机微粒的化学成分及形式将可用于改善造纸中的湿部脱水和保留。
发明概述
本发明的特征在于使用离子型交联的聚合物微粒提供强化的添加剂体系,以提高造纸中的湿部脱水(wet-end drainage)和保留。
本发明的另一特征在于利用包含离子型交联的聚合物微粒的助留/脱水添加剂体系提供提高的造纸保留效率和脱水速率。
本发明进一步的特征在于提供含有离子型交联的聚合物微粒的纸产品。
本发明的另外的特征和优点将部分地在下述说明中阐述,并且部分根据说明书内容是显然的,或者可以通过实践本发明而学得。倚靠尤其是在说明书和所附的权利要求中指出的元素和组合,可以了解和获得本发明的主题和其他优点。
为了实现这些以及其他优点,以及根据本文中具体和广泛地描述的本发明的目的,本发明部分涉及造纸方法,以及由此得到的产品。该方法包括将离子型交联的聚合物微粒添加到造纸纸浆中以形成经处理纸浆,并使经处理纸浆形成纸或纸板,其中该离子型交联的聚合物微粒包含交联的丙烯酸-丙烯酸酯共聚物。该离子型交联的聚合物微粒可为阴离子型水不溶性微粒。以如下量添加离子型交联的聚合物微粒,例如与利用具有二氧化硅微粒的悬浮液制造的纸相比,该量可以有效地提高纤维保留和脱水性能,同时保持令人满意的成形及强度性质。
本发明进一步涉及用于使造纸纸浆形成为纸或纸板的造纸体系,其包括造纸纸浆的供给(supply)、与所述纸浆的供给相连的混合槽(blend chest)、从混合槽排出后用于收集纸浆的筛网,并且在到达该筛网前任选通过的一或多个额外处理单元,以及用于在纸形成之前将组合物进料至纸浆以施用于纸浆的组合物进料设备,其中该组合物包含所说明的含有交联的丙烯酸-丙烯酸酯共聚物的离子型交联的聚合物微粒。
应当理解的是上述大体描述和下述详细描述均仅为示例性和解释性的,仅意在对本发明的权利要求提供进一步的说明。本发明所并入的以及组成本申请的一部分的附图说明了本发明的数个实施方式,以及与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图简述
图1是显示根据本发明的造纸方法的一个实例的流程图。
图2显示了本发明一个实例的数据,其提供了在应用阴离子型聚丙烯酰胺的阴离子型絮凝剂系统中,在不同剂量水平下离子型交联的丙烯酸-丙烯酸酯共聚物微粒与两种二氧化硅产品在保留性能方面的比较(相比于二氧化硅,填料保留率增加10-25%)。
图3显示了本发明一个实例的数据,其提供了在相同应用成本应用阴离子型聚丙烯酰胺中,离子型交联的丙烯酸-丙烯酸酯共聚物微粒与二氧化硅在填料保留效率方面的比较。
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