[发明专利]纸张的施胶

说明书

                        发明领域

本发明涉及一种通过用一种反应性施胶剂和一种填料对纸张进行表面处理，来提高纸张的高速精确加工性能的方法并涉及由此制得的纸张。

近年来，在碱性条件下生产的纸张不断增加。碱性高级纸张在绝大多数下游工序的使用中总体上性能优异，但是高速加工和高速复印对于所使用的纸张(包括碱性高级纸张)，经常提出严格的操作上的要求。

碱性高级纸张(如表格证券纸和复印纸)的精确加工应用，会导致高速运行性能问题。在使用含有一种反应性内施胶剂的碱性高级纸张时，与高速加工和高速复印有关的典型操作问题包括工作速度降低，在高速复印机中的双重进纸或卡纸，纸的粘接，以及在高速折纸机和打印机上出现的定位错误。经常在高速精确操作设备上使用的碱性纸的种类包括复印纸、表格证券纸、信封纸和加数器用纸。这些纸张种类代表了使用碱性高级纸张的相当一部分市场份额，所以存在对适于用在高速精确加工应用(包括高速复印)中的碱性高级纸张的需求。

通常将施胶剂加入到碱性高级纸张中，其或者是作为一种内施胶剂，或者是作为一种表面应用的施胶剂来影响纸张物理性能的变化，例如，纸张的施胶性能，其是所生产纸张对抗含水液体的浸透性和浸湿性的量度。施胶性和所用的施胶剂能极大地影响杂后续使用(例如高速加工或复印)中纸张的操作性能。因此，碱性高级纸张中经常加入内施胶剂来提高造纸设备的运行性能，改善成品纸的最终使用性能。

对在碱性条件下制得的纸张时，两种最常用的内施胶剂是烷基烯酮二聚物(AKD)和链烯基琥珀酸酐(ASA)，这些施胶剂之所以被称作反应性施胶剂，是因为每一种施胶剂都含有能够与纤维素纸浆和疏水尾浆共价结合的反应性官能团，一旦发生施胶剂-纤维素反应，疏水性尾浆沿背离纸浆方向排列。疏水尾浆的性质和其经反应施胶后的定向为施胶纸张提供了疏水性质。

基于AKD和ASA的反应施胶剂被广泛应用于施胶碱性高级纸张的生产实践中，但每种都有缺点，使用其中任何一种施胶剂对碱性高级纸张进行内施胶，都会对生产过程产生不利的影响。作为一种内施胶剂，加入适量的ASA就会在造纸设备中产生不希望有的沉淀，在纸张中产生断头和破洞。基于ASA的施胶剂的加入量约是1．0～1．25Kg／公吨纸通常就会导致造纸机的运行性能难以承受和纸张质量的问题。然而，为满足最终使用时的施胶要求，施胶剂的加入量常常超过1．0～1．25Kg／公吨纸，特别是向纸浆配料中加入大量的填料时更是如此。

在这些方面，基于AKD的施胶剂要比基于ASA的施胶剂更令人满意，但是AKD施胶剂的施胶速度比ASA施胶剂慢。因此，在它的施胶过程完成以前，使用AKD进行内施胶的碱性纸张可能还需要一个延长的熟化期。然而，在造纸过程中，当纸张已经到达纸轴时，AKD施胶过程通常已被完成。

基于ASA和基于AKD的施胶剂，一直同用这两种施胶剂进行内施胶的碱性纸张在高速纸张操作应用中所产生的操作问题密切相关。

非反应性高聚物施胶剂，例如苯乙烯和马来酐的共聚物(SMA)，由于其分子量高而避免了在高速加工设备和高速复印设备上许多与AKD和ASA施胶剂有关的纸张操作问题。高聚物施胶剂通常在造纸工艺的施胶压榨中，同时用作一种表面施胶剂，其与内部加入的基于ASA和AKD的施胶剂不同。

尽管高聚物表面施胶剂有这样明显的优点，但考虑到成本和施胶效率，在工业造纸工艺中仍优选基于ASA和AKD的施胶剂。以重量为基准，高聚物表面施胶剂的价格比基于ASA和AKD的施胶剂贵50％。另外，AKD和ASA显示出极高的相对施胶效率，在重量相等的条件下，比通常的高聚物表面施胶剂高出2-3倍的施胶效率。这些因素使得对于获得给定水平的纸张施胶性能来说，AKD和ASA具有更高的成本效益和效率。因此，需要提高使用反应性施胶剂(如AKD，ASA或其它)施胶的碱性高级纸张的高速加工和复印性能。

反应性施胶剂，如AKD，可归类于2-氧杂环丁酮施胶剂，其包括含有一个β-内酯环的烯酮二聚物(例如烷基烯酮二聚物)和含有一个以上β-内酯环的烯酮多聚物(例如烷基烯酮多聚物)。该2-氧杂环丁酮反应性施胶剂及它们的制备描述在Zhang等人的EP-Al-0 629741，Bottorff等人的US5，685，815和Brungardt等人的US5，846，663中，其所公开的内容在此引入作为参考。

本发明提供了一种利用反应性施胶剂进行纸张表面处理，提高碱性高级纸张的高速运行性能的方法。

                    发明综述