用通過霍夫曼降解獲得的陽離子型聚合物造紙的改進(jìn)方法
【專利摘要】用于制造紙頁和/或紙板的方法，根據(jù)該方法，在一個(gè)包括稀釋泵和流漿箱的設(shè)備中：-制備一種基于纖維素的纖維懸浮液；-將白水引入到這種稠紙料中；-將該混合物在該稀釋泵中均化；-將該稀紙料轉(zhuǎn)移到該流漿箱中；-將該紙頁成形并且然后干燥，其特征在于，在該稀釋泵中的混合物均化之前，將通過霍夫曼降解反應(yīng)獲得的一種陽離子共聚物引入至該白水和/或該稠紙料和/或由白水和稠紙料形成的混合物中。
【專利說明】用通過霍夫曼降解獲得的陽離子型聚合物造紙的改進(jìn)方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種使用至少一種通過霍夫曼降解獲得的陽離子型聚合物用于制造 紙張紙板或類似物的改進(jìn)的方法，并且該方法使之有可能增加在所述的紙張或紙板中的填 料的含量，同時(shí)保留了有利的物理增強(qiáng)特性。本發(fā)明的另一個(gè)主題是通過該種方法獲得的 紙張或紙板。
[0002] 通過霍夫曼降解獲得的聚合物是通常用在造紙工業(yè)中的化學(xué)化合物。例如，文件 W0 2011/015783具體描述了通過一個(gè)霍夫曼降解獲得的衍生自丙帰醜胺的陽離子型（共） 聚合物。該些化合物作為助濾劑被添加到稀紙料中、或也是添加到稀紙料中用于改進(jìn)干強(qiáng) 度性能。
[0003] 在造紙中所用的大部分纖維息浮液的組合物包括下面一種直接添加或間接添加 (通過利用回收的紙）的無機(jī)填料，諸如黏±、高嶺±、碳酸巧或者還有二氧化鐵。在工業(yè) 上，最常用的填料是碳酸巧，不論它們是W重質(zhì)形式（重質(zhì)碳酸巧被稱為GCC)，或者還是W 沉淀的形式（輕質(zhì)碳酸巧被稱為PCC)。目前，對(duì)于造紙用纖維的價(jià)格的顯著增加，存在一種 日益增加的興趣來使用比較廉價(jià)的礦物填料替代在紙頁中的一部分纖維。
[0004] 常規(guī)地，使用助留劑來增加在紙頁中的總截留（FPR ;第一次通過截留）W及特別 是填料的截留（FPAR;第一次通過灰分截留）。化學(xué)上，該些助留劑通常是具有高分子量 (即，大于1百萬g/mol)的聚合物，諸如丙帰醜胺共聚物。該些聚合物可W與微料無機(jī)化合 物（膨潤±、娃膠）結(jié)合。
[0005] 然而，使用該種非常普遍的技術(shù)增加填料含量損害了纖維，具有使紙張的物理性 能變壞的傾向。由于強(qiáng)度約束，因此結(jié)合到紙頁中的填料的量是受制的。
[0006] 將常規(guī)使用的助留劑添加到稀紙料（即，一種包含從0. 1%至1. 5%的固體的纖維 息浮液）中。它們使之有可能改進(jìn)填料的截留，即W優(yōu)化所使用的填料的量。它們的作用 特別在于將填料保留在紙張中，并且因此減少排放到白水的填料的量，該些白水從紙頁在 其于造紙網(wǎng)上成形的過程中的排液中產(chǎn)生。
[0007] 文件W0 2009/036271描述了一種使之有可能通過填料漿料在依次地注入的兩種 絮凝劑存在下的預(yù)絮凝而增加在紙中的填料含量的方法，并且該填料漿料與一種添加到流 漿箱附近的全（第一次通過）助留劑結(jié)合。然而，由于根據(jù)一個(gè)明確限定的順序添加眾多 的化合物，該種技術(shù)仍然難W實(shí)施。
[0008] 文件US 2006/0024262和US 2009/0272506描述了一種使用從N-己帰基甲醜胺 (NV巧基礎(chǔ)共聚物的水解產(chǎn)生的兩性聚己帰胺（PVA)的處理。
[0009] 文件US 2012/073774 A1描述了一種方法，涉及加入一種陽離子型聚合物W及一 種施膠劑的水性息浮液。該陽離子型聚合物優(yōu)選是一種聚己帰胺，該聚己帰胺具體可W通 過水解或通過霍夫曼降解反應(yīng)獲得。典型地，將該兩種化合物結(jié)合至該稀紙料中。它們使 之有可能降低在干燥過程中紙頁與造紙網(wǎng)的附著。
[0010] 盡管該些方法使之有可能將一個(gè)有利的填料含量引入至紙頁中同時(shí)保留可W接 受的物理特性，它們?nèi)匀痪哂邢拗啤Ｒ虼?，?duì)于進(jìn)一步增加填料的量，然而沒有惡化紙張的 物理特性存在一種需要。
[0011] 本發(fā)明提出要解決的問題具體地涉及優(yōu)化地增加在該些紙頁或紙板中的填料量 或填料含量，同時(shí)保留令人滿意的物理特性。
[0012] 本發(fā)明提出了一種用于制造紙張、紙板W及類似物的改進(jìn)的方法，該方法包括將 至少一種通過霍夫曼降解獲得的聚合物添加到一種纖維息浮液中，其特征在于通過霍夫曼 降解獲得的聚合物是陽離子的，并且在稠紙料與白水的沖漿粟之前添加。
[0013] 更確切地說，本發(fā)明涉及一種用于制造紙頁和/或紙板W及類似物的方法，根據(jù) 該方法，在一個(gè)包括沖漿粟和流漿箱的設(shè)備中：
[0014] -制備一種被稱為稠紙料的纖維素纖維息浮液，向該些填料中有利地引入；
[0015] -從該紙頁的排液產(chǎn)生的將引入到該稠紙料中的白水；
[0016] -將因此獲得的該混合物在該沖漿粟中均化；
[0017] -將從該均化產(chǎn)生的稀紙料轉(zhuǎn)移到該流漿箱中；
[0018] -將該紙頁成形；
[0019] -干燥該紙頁。
[0020] 該種方法的特征在于，在該沖漿粟中的混合物均化之前，也就是說在該沖漿粟之 前，將通過霍夫曼降解反應(yīng)獲得的種陽離子共聚物引入至該些白水和/或稠紙料和/或由 白水和稠紙料形成的混合物中。
[0021] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，相當(dāng)出人意料地觀察到通過霍夫曼降解獲得的聚合物的一種陽 離子形式，在它被引入到如W上提及的方法中時(shí)，可W產(chǎn)生就填料截留而言比兩性形式的 更好的性能，同時(shí)保留非常優(yōu)良的物理強(qiáng)度特性。
[0022] 本發(fā)明的另一個(gè)主題是能夠根據(jù)該種方法獲得的紙張或紙板。
[0023] 不束縛于任何一種理論，本 申請(qǐng)人:認(rèn)為，通過霍夫曼降解獲得的陽離子型聚合物 可W作為在該些填料與纖維之間的親和力的一種活化劑起作用，該能夠使填料在從紙網(wǎng)落 成形的時(shí)刻定量保持在紙頁中。此外，該非常好的親和力似乎增強(qiáng)了紙頁的結(jié)構(gòu)內(nèi)聚力，從 而給予它相對(duì)于在紙頁中存在的填料百分比無與倫比的物理強(qiáng)度。
[0024] 如W上提及的，在一種用于制造紙張、紙板或類似物的方法中，在沖漿粟之前將該 些白水添加到該稠紙料中。一旦混合，在該沖漿粟的出口處，該紙料形成種稀紙料，該稀紙 料進(jìn)入該流漿箱，在那里在干燥之前形成濕紙頁。通常，在該沖漿粟與該流漿箱之間提供一 個(gè)剪切步驟：該即是壓力篩。通常，將該些填料W漿料的形式添加到該稠紙料中。然而，該 些填料可來源于一種包含例如脫墨紙料、折斷紙料/膠料紙料、等等的填料的原料。
[0025] 該稠紙料、或稠纖維息浮液通常包含在2%與5%之間的固體。
[0026] 如已經(jīng)指明的，可W將通過霍夫曼降解獲得的陽離子型聚合物在沖漿粟之前引入 到該工藝中的稠紙料中和/或白水中和/或該兩種的混合物中。
[0027] 常規(guī)地，將該些填料尤其W漿料的形式在沖漿粟之前添加。將它們?cè)谝粋€(gè)或多個(gè) 添加點(diǎn)添加到該稠紙料和/或白水和/或該兩種的混合物中。然而，通常有利地將該些填 料添加到該稠紙料中。
[0028] 在一個(gè)第一實(shí)施例中，將該聚合物添加到該填料的一個(gè)或多個(gè)引入點(diǎn)的附近。
[0029] 在一個(gè)第二實(shí)施例中，將該陽離子型聚合物與該些填料同時(shí)引入。有利地，在該種 情況下將它引入到該填料漿料中或在其制備的過程中引入。
[0030] 當(dāng)將該聚合物引入到白水中時(shí)，就在其與該稠紙料混合之前將它有利地引入。
[0031] 一種填料"漿料"指代一種包含填料的水性分散體。通常，一種漿料包含按重量計(jì) 大于10%的填料。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的方法還可包括將對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟知的任何其 他無機(jī)化合物或者天然的或合成的聚合物添加到該造紙序列中。將要提到的是，但非限制 性地，添加至少一種選自下組的添加劑，該組包括；凝結(jié)劑（PAC (聚合氯化鉛）、聚DADMAC、 聚胺）、助留劑（陰離子的、陽離子的或兩性聚合物；膨潤± ;含娃材料）、干強(qiáng)度劑值SR-干 強(qiáng)度樹脂）（天然淀粉、陽離子淀粉、聚己帰胺）或者還有助濾劑（聚己帰亞胺）。
[0033] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法包括在沖漿粟之前加入至少一種通過 霍夫曼降解獲得的陽離子型聚合物，并且將至少一種基于丙帰醜胺的陽離子型聚合物加入 到稀紙料中，也就是說在該沖漿粟之后。優(yōu)選地，該種基于丙帰醜胺的陽離子型聚合物具有 大于1百萬g/mol的分子量。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的方法引入的通過霍夫曼降解獲得的陽離子型聚合物的量是每噸干 紙料50與4000g之間的活性聚合物（g/t)。優(yōu)選地，該引入的量是在lOOg/t與lOOOg/t之 間。
[00巧]霍夫曼降解是由霍夫曼在十九世紀(jì)末期發(fā)現(xiàn)的一種反應(yīng)，該反應(yīng)使之有可能將一 種醜胺通過消去二氧化碳轉(zhuǎn)化為一種伯胺。其反應(yīng)機(jī)理在W下詳細(xì)給出。
[0036] 在一種堿（氨氧化軸）的存在下，從醜胺上移去一個(gè)質(zhì)子。
[0037]
【權(quán)利要求】
1. 用于制造紙頁和/或紙板以及類似物的方法，根據(jù)該方法，在一個(gè)包括沖漿泵和流 漿箱的設(shè)備中： -制備一種被稱為稠紙料的纖維素纖維懸浮液； -將從該紙頁的排液產(chǎn)生的白水引入到該稠紙料中； -將因此獲得的該混合物在該沖漿泵中均化； -將從該均化產(chǎn)生的稀紙料轉(zhuǎn)移到該流漿箱中； -將該紙頁成形； -干燥該紙頁， 其特征在于，在該沖漿泵中的該混合物均化之前，將通過霍夫曼降解反應(yīng)獲得的一種 陽離子共聚物引入至這些白水和/或該稠紙料和/或由這些白水和該稠紙料形成的混合物 中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將填料引入至該稠紙料中并且其特征在于 將該陽離子型聚合物引入到該填料的一個(gè)或多個(gè)引入點(diǎn)的附近。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將填料引入至該稠紙料中并且其特征在于 將該陽離子型聚合物與這些填料同時(shí)引入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于將這些填料以一種漿料的形式引入并且其 特征在于將該陽離子型聚合物引入至該填料漿料中或在其制備的過程中引入。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將該陽離子型聚合物引入到這些白水中， 優(yōu)選地就在將所述白水引入至該稠紙料中之前。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的方法，其特征在于這些填料選自下組，該組包括：黏 土、高嶺土、重質(zhì)碳酸鈣（GCC)、輕質(zhì)碳酸鈣（PCC)、二氧化鈦、以及其混合物。
7. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于該陽離子型共聚物通過基于一種基 于丙烯酰胺或衍生物的前體的霍夫曼降解反應(yīng)獲得，該前體另外被稱為基礎(chǔ)（共）聚合物， 該基礎(chǔ)（共）聚合物預(yù)先用至少一種多官能化合物進(jìn)行改性，該多官能的化合物包括至少 3個(gè)相同或不同的雜原子，這些雜原子各自具有至少一個(gè)可移動(dòng)的氫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該多官能化合物選自下組，該組包括：聚乙 烯亞胺類（PEI)、聚胺類（伯胺或仲胺）、聚烯丙胺類、聚胺酰胺類（PAA)、聚硫醇類、聚醇類、 聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷（PAE)樹脂類、以及其混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該基礎(chǔ)（共）聚合物通過添如一種多功能 支化劑以及任選地一種轉(zhuǎn)移劑支化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其特征在于用于制備該聚合物的次鹵酸鹽/ 非離子的單體的a系數(shù)（表示為摩爾比）包含在0. 8與1之間。
【文檔編號(hào)】D21H21/10GK104395525SQ201380031028
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月9日
【發(fā)明者】雷內(nèi)·亨德, 克里斯托夫·奧里安特 申請(qǐng)人:S.P.C.M.公司