專利名稱：具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙、紙板和卡紙的制造方法
具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙、紙板和卡紙的制造方法本發(fā)明涉及具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙、紙板和卡紙的制造方法，通過(guò)向紙料中添加水溶性陽(yáng)離子聚合物和陰離子聚合物，使紙料排水并干燥紙制品進(jìn)行。為了增加紙的干態(tài)強(qiáng)度，干強(qiáng)劑可以用于已經(jīng)干燥的紙的表面或是在紙張形成之前加入到紙料中。干強(qiáng)劑通常是以濃度為至10%的水溶液形式使用。如果將這樣的干強(qiáng)劑溶液施用于紙的表面，那么在后續(xù)的干燥過(guò)程中必須蒸出大量的水。由于干燥步驟是十分耗能的，并且造紙機(jī)中的常規(guī)干燥設(shè)備的處理能力通常并沒(méi)有大至可使造紙機(jī)以最大可能的生產(chǎn)速度運(yùn)行，所以造紙機(jī)的生產(chǎn)速度必須降低以便使干強(qiáng)劑處理的紙可以被充分干燥。另一方面，如果干強(qiáng)劑在紙張形成之前加入到紙料中，那么處理過(guò)的紙可以只干燥一次。DE 3506832A1公開(kāi)了一種制造具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙的方法，其中首先向紙料中加入水溶性陽(yáng)離子聚合物隨后再加入水溶性陰離子聚合物。在該實(shí)例中，聚乙烯亞胺、聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨以及用環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)的己二酸和二亞乙基三胺的縮合物都稱作水溶性陽(yáng)離子聚合物。例如，烯鍵式不飽和C3-C5-酸單體的均聚物或共聚物都適于用作水溶性陰離子聚合物。所述共聚物包含，例如35至99重量％的烯鍵式不飽和C3-C5-酸，如丙烯酸。WO 04/061235A1公開(kāi)了一種制造紙的方法，尤其是具有特別高的濕態(tài)和/或干態(tài)強(qiáng)度的薄紙，該方法中首先向紙料中加入如下的水溶性陽(yáng)離子聚合物其基于每克聚合物計(jì)含有至少1. 5meq的伯氨基官能團(tuán)且分子量至少為10000道爾頓。此中特別指出的是部分及完全水解的N-乙烯基甲酰胺的均聚物。隨后再加入包含陰離子和/或醛基基團(tuán)的水溶性陰離子聚合物。該方法所強(qiáng)調(diào)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)尤其是上述雙組分體系針對(duì)不同的紙張性質(zhì)——包括濕態(tài)和干態(tài)強(qiáng)度——的可變性。WO 06/056381A1公開(kāi)了一種具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙、紙板和卡紙的制造方法，該方法通過(guò)向紙料中分別添加包含乙烯胺單元的水溶性聚合物和水溶性的聚合的陰離子化合物，使紙料排水并干燥紙制品進(jìn)行，其中所使用的聚合的陰離子化合物為至少一種通過(guò)以下物質(zhì)的共聚得到的水溶性共聚物至少一種結(jié)構(gòu)式如下的N-乙烯基羧酰胺其中，R1和R2是氫或C1-C6的烷基；至少一種含有酸基的單烯鍵式不飽和單體和/或其堿金屬鹽、堿土金屬鹽或銨鹽，和任選地其他單烯鍵式不飽和單體，以及任選地分子中含有至少兩個(gè)烯鍵式不飽和雙鍵的化合物。申請(qǐng)?zhí)枮镋P 09150237. 7的現(xiàn)有歐洲申請(qǐng)公開(kāi)了一種具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙的制造方法，該方法通過(guò)向紙料中分別添加水溶性陽(yáng)離子聚合物和陰離子聚合物而進(jìn)行，該陰離子聚合物是具有不超過(guò)IOmol %酸基團(tuán)含量的水溶性聚合物的水性分散液或非離子聚合
4物的陰離子水性分散液。然后使紙料排水并干燥紙制品。本發(fā)明的目的在于提供另一種制造具有高干態(tài)強(qiáng)度和盡可能低的濕態(tài)強(qiáng)度的紙的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，紙制品的干態(tài)強(qiáng)度得以盡可能地進(jìn)一步改善。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)一種制造具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙、紙板和卡紙的方法而實(shí)現(xiàn)，其通過(guò)向紙料中添加水溶性陽(yáng)離子聚合物和陰離子聚合物，使紙料排水并干燥紙制品進(jìn)行，其中將至少一種陰離子膠乳和至少一種降解淀粉的水性分散液用作所述陰離子聚合物。當(dāng)陽(yáng)離子聚合物以聚合物含量為例如0. 1至10重量％的稀水溶液形式加入到紙料中時(shí)，陰離子聚合物總是以水性分散液的形式添加。水性分散液中聚合物的濃度可以在寬范圍內(nèi)變化。優(yōu)選地，陰離子聚合物的水性分散液以稀液的形式計(jì)量加入；例如，陰離子分散液的聚合物濃度為0. 5至10重量％。合適的陽(yáng)離子聚合物是在開(kāi)篇所引的現(xiàn)有技術(shù)中提及的所有水溶性陽(yáng)離子聚合物。其為例如具有氨基或銨基的化合物。氨基可以是伯胺、仲胺、叔胺或季銨基團(tuán)。對(duì)聚合物而言，本質(zhì)上加成聚合物、加聚化合物或縮聚物都是合適的，聚合物可有直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)，包括超支化或枝狀結(jié)構(gòu)。也可使用接枝聚合物。在本文中，如果在標(biāo)準(zhǔn)條件(20°C， 1013mbar)且pH為7. 0時(shí)，陽(yáng)離子聚合物在水中的溶解度為例如至少10重量％，則稱其為水溶性的。陽(yáng)離子聚合物的摩爾質(zhì)量Mw為例如至少lOOOg/mol。其例如通常在5000至 5000000g/mol范圍內(nèi)。陽(yáng)離子聚合物的電荷密度為例如0. 5至23meq/g聚合物，優(yōu)選為3 至22meq/g聚合物，通常為6至20meq/g聚合物。制備陽(yáng)離子聚合物的合適單體的實(shí)例是α，β-烯鍵式不飽和單羧酸及二羧酸與氨基醇(優(yōu)選C2-C12-氨基醇)生成的酯。它們?cè)诎返牡由螩1-C8-單烷基化或二烷基化。這些酯的合適的酸組分是例如丙烯酸、甲基丙烯酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸、亞甲基丁二酸、丁烯酸、順丁烯二酸酐、順丁烯二酸單丁基酯及其混合物。丙烯酸、甲基丙烯酸及其混合物是優(yōu)選使用的。其包括例如N-甲基氨基甲基(甲基)丙烯酸酯、N-甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基甲基 (甲基)丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二乙基氨基乙基(甲基) 丙烯酸酯、N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N，N-二乙基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯和N，N-二甲基氨基環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯。同樣合適的是上述化合物與C1-C8-烷基氯化物、C1-C8- 二烷基硫酸酯、C1-C16-環(huán)氧化合物或苯甲基氯的季銨化產(chǎn)物。此外，Ν-[2_( 二甲基氨基)乙基]丙烯酰胺、Ν-[2_( 二甲基氨基)乙基]甲基丙烯酰胺、Ν-[3-( 二甲基氨基)丙基]丙烯酰胺、Ν-[3-( 二甲基氨基)丙基]甲基丙烯酰胺、 Ν44-(二甲基氨基)丁基]丙烯酰胺、Ν44-(二甲基氨基)丁基]甲基丙烯酰胺、Ν-[2-(二乙基氨基)乙基]丙烯酰胺、Ν-[2-( 二乙基氨基)乙基]甲基丙烯酰胺及其混合物也適合作為其他單體。同樣合適的是上述化合物與C1-C8-烷基氯化物、C1-C8- 二烷基硫酸酯、C1-C16-環(huán)氧化合物或苯甲基氯的季銨化產(chǎn)物。合適的單體還有N-乙烯咪唑類、烷基乙烯基咪唑類，特別是甲基乙烯基咪唑類，如1-乙烯基-2-甲基咪唑、3-乙烯基咪唑N-氧化物、2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶N-氧化物和4-乙烯基吡啶N-氧化物和三甲胺乙內(nèi)酯衍生物和這些單體的季銨化產(chǎn)物。其他合適單體有烯丙基胺、二烷基二烯丙基氯化銨，特別是二甲基二烯丙基氯化銨和二乙基二烯丙基氯化銨，還有在WO 01/36500A1中公開(kāi)的包含如下結(jié)構(gòu)式(II)的烷撐亞胺單元的單體
權(quán)利要求
1.制造具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙、紙板和卡紙的方法，通過(guò)向紙料中添加水溶性陽(yáng)離子聚合物和陰離子聚合物，使紙料排水并干燥紙制品進(jìn)行，其中將至少一種陰離子膠乳和至少一種降解淀粉的水性分散液用作所述陰離子聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述陽(yáng)離子聚合物的摩爾質(zhì)量虬在5000至5000000g/ mol范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述陽(yáng)離子聚合物的電荷密度在0.5至23meq/g 聚合物范圍內(nèi)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其中使用的水溶性陽(yáng)離子聚合物是具有乙烯胺單元的聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其中所述陰離子膠乳由以下物質(zhì)組成 a)苯乙烯和/或丙烯腈或甲基丙烯腈，WC1-至Cltl-醇的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯和任選地 c)丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸和/或亞甲基丁二酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述陰離子膠乳由2-20重量％苯乙烯、2-20重量％丙烯腈、60-95重量％ C1-C4-烷基丙烯酸酯和0-5重量％丙烯酸組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其中所述陰離子膠乳包括至少一種包含以聚合單元形式納入的膦酸和/或磷酸基團(tuán)的單體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中使用包括磷酸基團(tuán)并可由單烯鍵式不飽和C3-C8-羧酸與通式(VIII)的任選地單烷氧基化的磷酸的酯化作用得到的單體，H-[XJn-P(O) (OH)2(VIII) 其中X是直鏈或支鏈C2-C6-烷撐氧基單元且 η是0至20的整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中使用通式(VIII)的單烷氧基化的磷酸，其中X是直鏈或支鏈C2-C3-烷撐氧基單元且η是5至15的整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述單烯鍵式不飽和C3-C8-羧酸是丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、順丁烯二酸、甲基順丁烯二酸、亞甲基丙二酸、丁烯酸、反丁烯二酸、甲基反式丁烯二酸和/或亞甲基丁二酸。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10之一的方法，其中所述陰離子膠乳由以下物質(zhì)組成(1)苯乙烯和/或丙烯腈或甲基丙烯腈，(2)C1-至Cltl-醇的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯和任選地(3)丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸和/或亞甲基丁二酸和(4)結(jié)構(gòu)式(VIII)的任選地單烷氧基化的磷酸的(甲基)丙烯酸酯，其中X和η具有上述意義。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述陰離子膠乳由2-25重量％苯乙烯、2-25重量％ 丙烯腈、50-95重量％ C1-C4-烷基丙烯酸酯、0-5重量％丙烯酸和0. 1-5重量％通式(VIII) 的單烷氧基化的磷酸的(甲基)丙烯酸酯組成，其中X為丙撐氧基單元，η為5至15的整數(shù)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其中所述降解淀粉的平均分子量Mw為1000至65000g/mol。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述降解淀粉是麥芽糖糊精。
全文摘要
具有高干態(tài)強(qiáng)度的紙、紙板和卡紙的制造方法，通過(guò)向紙料中添加一種水溶性陽(yáng)離子聚合物和一種陰離子聚合物，使紙料排水并干燥紙制品進(jìn)行，所述陰離子聚合物包含至少一種陰離子膠乳和至少一種降解淀粉的水性分散液。
文檔編號(hào)D21H17/42GK102369323SQ201080015380
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者A·埃瑟爾, J·尼伯魯 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司