[发明专利]用作补强剂和助滤剂的阳离子淀粉/阳离子半乳甘露聚糖胶共混料

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及在造纸中用作补强剂和助滤剂的阳离子淀粉与阳离子半乳甘露聚糖胶例如瓜耳胶、刺槐豆胶、胡芦巴胶等的共混料。

现有技术的描述

阳离子淀粉和阳离子瓜耳胶被造纸工业有效地用作补强剂和助滤剂。通常地，仅有一种这些产物被加入至造纸机的湿部。阳离子淀粉是更常用的。然而，也有报道，将这些产物在不同的部位分别地加入至纸机中。在造纸工艺中通常较早地加入阳离子淀粉而提供强度。而稍后将阳离子瓜耳胶加入至纸机中以提供滤水性和保证纤维留着率。

通常可将最高为40磅的阳离子淀粉加入以得到所需的强度增强。阳离子瓜耳胶的添加量通常为1-8磅。将两种产物以粉末状形式添加至纸机中。通常将阳离子淀粉制成固含量为10-15％的水悬浮体，然后置于高温下，并在加入至纸机之前稀释。高含量的淀粉可能在造纸工艺中产生问题，例如增加了生物需氧量和淀粉聚集，并降低了淀粉的有效性。阳离子瓜耳胶必须使用喷射器进行分散，并以低固含量溶解在水中，通常低于1％。随着纸机逐步排干其中的水体系，则制备瓜耳胶溶液所需的大量清水变得更难于得到。与瓜耳胶粉末产生的粉尘也是安全隐患，其可能导致事故和引发呼吸疾病。与阳离子淀粉胶的成本和加工性能限制了它在纸张干强度方面的用途。

Larsson在US4755259中公开了，将阳离子淀粉、阳离子瓜耳胶和胶态二氧化硅分别加入至造纸机中。Larsson并未公开，将阳离子淀粉和阳离子瓜耳胶的共混料添加至造纸机中。

Rushmere在US4927498中公开了，将阳离子聚合物，例如阳离子淀粉或阳离子瓜耳胶或阳离子聚丙烯酰胺和阴离子聚硅酸盐微凝胶添加至纸机中。这些阳离子聚合物可互换使用而不以共混料的形式一起加入。

“新型树胶在提高强度和生产率方面的应用”(K.E.Burnfield,TAPPI出版社，1995年4月26日)公开了，为了提高含淀粉体系的脱水性，将阳离子瓜耳胶添加至含有阳离子淀粉的造纸体系中。将阳离子瓜耳胶和阳离子淀粉分别地加入至造纸体系中而不以共混料的形式加入。

在发现本发明之前，熟悉淀粉和瓜耳胶化学性质的人员认为，是难于或几乎不可能将干阳离子淀粉和干瓜耳胶通过常规技术例如通过淀粉蒸煮器进行共混而达到将它们添加至纸机中的目的。

发明综述

本发明提供了一种包含了阳离子淀粉、阳离子半乳甘露聚糖胶和酸的组合物。

本发明还提供一种用于提高纸制品的干强度和/或滤水性的组合物，其包含一种纸浆水悬浮液及一种含有阳离子淀粉、阳离子半乳甘露聚糖胶和酸的组合物。

本发明还提供了一种于提高纸制品干强度和/或滤水性的方法，其包括：制备一种纸浆水悬浮液，将含有阳离子淀粉、阳离子半乳甘露聚糖胶和酸的组合物添加至纸浆悬浮液中且重新制得干纸页形式的纸制品。

发明的详细描述

本发明是一种阳离子淀粉、阳离子半乳甘露聚糖胶(如含硼瓜耳胶)和酸的共混料。该产物可使用纸机中现有的常规淀粉制备系统加工成粉末形式并加入至溶液中。本发明省去了制备阳离子瓜耳胶溶液的步骤，因为该步骤是危险的且需要水。本发明将一种共混有阳离子瓜耳胶和阳离子淀粉的溶液添加至纸机中。出乎意料地，相比于只添加阳离子瓜耳胶或阳离子淀粉，或将阳离子淀粉和阳离子瓜耳胶在不同的部位添加至纸机中的情况，添加共混料可使纸张强度进一步提高。

阳离子瓜耳胶是本发明中最优选使用的阳离子半乳甘露聚糖胶。本发明在一些情况下具体针对瓜耳胶或阳离子瓜耳胶，然而本领域的一般技术人员将意识到，这些教示通常也可应用于半乳甘露聚糖胶或阳离子半乳甘露聚糖胶。

现有技术公知的是，当阳离子瓜耳胶和阳离子淀粉以溶液的形式在造纸工艺中单独地添加入，它们均提高了纸张的滤水性和强度。相比于只添加阳离子淀粉或阳离子瓜耳胶，在造纸工艺中共同添加阳离子淀粉和阳离子瓜耳胶将有望也增加强度和滤水性。本发明意外地发现，将阳离子瓜耳胶和阳离子淀粉在添加至纸机之前进行预共混，可以比不经预混分别添加的情况提高纸张强度20％以上。本发明的另一个重要特征是，添加共混料可达到由分别添加阳离子淀粉和阳离子瓜耳胶所能达到的滤水性改进值。而且，已发现，含有所需比率的阳离子淀粉和阳离子瓜耳胶的干制品可如此配制，以致于共混料在添加至纸机之前，可按等同于淀粉的方法进行加工。在发现本发明之前，在制备阳离子淀粉/阳离子瓜耳胶共混料期间产生的粘度高得难于加工，所以导致昂贵的设备磨损和无法接受的需水量。