生產(chǎn)紙和紙板的方法
【專利說明】生產(chǎn)紙和紙板的方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種使用新型留著體系由纖維素懸浮液生產(chǎn)紙和紙板的方法。
[0002] 通過包括如下步驟的方法生產(chǎn)紙是公知的：通過添加聚合物助留劑使纖維素稀漿 絮凝，隨后使絮凝的懸浮液經(jīng)運(yùn)動篩（通常稱為抄紙網(wǎng)）濾水，然后形成濕紙頁，然后將其 干燥。
[0003] 為了提高紙產(chǎn)量，許多現(xiàn)代造紙機(jī)以更高的速度運(yùn)行。作為提高機(jī)器速度的結(jié)果， 大大強(qiáng)調(diào)能提供提高的濾水的濾水和留著體系。然而，已知提高在緊臨濾水前添加的聚合 物助留劑分子量往往會提高濾水速度，但破壞成形。難以通過添加單一的聚合物助留劑獲 得留著、濾水、干燥和成形之間的最佳平衡，因此通常的做法是依次添加兩種獨(dú)立的物質(zhì)。
[0004] EP-A-235893提供了一種方法，其中在剪切段之前，將基本上線性的水溶性陽離子 聚合物施加至造紙漿料中，然后通過在該剪切段之后引入膨潤土而再次絮凝。該方法提供 了提高的濾水以及良好的成形和留著。由BASF以Hydrocol?(商品名）商業(yè)化的該方法 在二十多年內(nèi)被證明是成功的。
[0005] 該Hydrocol?(商品名）造紙體系對寬范圍的紙種，包括掛面紙板和折疊紙板的 生產(chǎn)是非常有效的微粒體系。該體系的優(yōu)點包括高留著水平、良好的濾水、良好的成形、良 好的機(jī)器清潔度、良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能且是具有成本效益的體系。
[0006] 隨后，做出了各種嘗試以通過對一種或多種組分進(jìn)行微調(diào)而提供該主題的變型方 案。
[0007] EP-A-335575描述了一種該類方法，其中在纖維素懸浮液通過一個或多個剪切段 之后，向該懸浮液中添加選自陽離子淀粉和高分子量水溶性陽離子聚合物的主聚合物，然 后添加選自膨潤土和膠態(tài)二氧化硅的無機(jī)材料。在該體系中，在添加主聚合物之前，向懸浮 液中添加低分子量陽離子聚合物。其指出所述低分子量聚合物通常具有低于500, 000但通 常高于50, 000,常常高于100, 000的分子量。所提出的低分子量陽離子聚合物包括聚乙烯 亞胺，聚胺，雙氰胺-甲醛的聚合物，二烯丙基二甲基氯化銨、（甲基）丙烯酸二烷基氨基烷 基酯和二烷基氨基烷基（甲基）丙烯酰胺（二者通常為酸加成鹽或季銨鹽）的聚合物和共 聚物。據(jù)說該方法能改善其中存在大量樹脂的方法或具有高陽離子需求量的方法。
[0008] 該類方法的另一發(fā)展隨后公開于EP-A-910701中，其中在紙漿中依次添加兩種不 同的水溶性陽離子聚合物，隨后使所述紙漿經(jīng)歷至少一個剪切段，隨后添加膨潤土、膠態(tài)二 氧化硅或粘土。特別地，將具有大于500, 000摩爾質(zhì)量的聚乙烯亞胺或具有5000至3百萬 摩爾質(zhì)量的含乙烯基胺基團(tuán)的聚合物添加至紙漿中，然后添加高分子量陽離子聚丙烯酰 胺。
[0009] EP-A-752496公開了一種造紙方法，其中將具有小于700, 000分子量的低分子量 陽離子聚合物和陽離子和/或兩性高分子量聚合物同時添加稀漿中，其中該稀漿懸浮液中 已投配有陰離子無機(jī)顆粒如二氧化硅或膨潤土。所述低分子量陽離子聚合物包括聚乙烯亞 胺和聚乙烯基胺。所述聚合物通常分開添加，然而其指出所述兩種陽離子聚合物可作為混 合物添加。還指出所述聚合物可在剪切段之前添加，然而并未指出精確的添加點。據(jù)稱與 其中與陰離子無機(jī)顆粒一起單獨(dú)使用高分子量陽離子或兩性聚合物的方法相比，該方法導(dǎo) 致改善的濾水和/或留著。
[0010] US6103065公開了一種造紙方法，其包括在高剪切的最后點之后，向紙漿中添加至 少一種分子量為100, 〇〇〇至2百萬且電荷密度超過4mEq/g的高電荷密度的陽離子聚合物， 同時或者隨后，添加至少一種分子量大于2百分且電荷密度低于4mEq/g的聚合物。在該兩 種聚合物之后，向所述紙漿中添加溶脹性膨潤土。所述高電荷密度的聚合物可為聚乙烯亞 胺均聚物或由乙烯基胺制得的共聚物或聚合物。該文獻(xiàn)指出，所述方法通過使用較少的聚 合物和改善壓榨段脫水而改善了常規(guī)膨潤土程序，這提高了進(jìn)入干燥器中的固體量，由此 降低了干燥要求。
[0011] 在紙和紙板的生產(chǎn)中，當(dāng)造紙機(jī)使用最高干燥能量時，造紙機(jī)可能受到在壓榨段 后保留在最終紙幅中的水量的限制。當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)助留助濾體系時，由于潛在的紙質(zhì)量問題， 纖維和過濾制品的留著也受到限制。留著和脫水性能可通過使用更高添加量的助留助濾化 學(xué)品如聚丙烯酰胺和膨潤土而改善。然而，這些化學(xué)品的較大劑量可對紙頁的物理性質(zhì)產(chǎn) 生不利影響。
[0012] 許多常規(guī)微粒體系的一個特別的缺點在于，隨著留著的提尚，濾水往往同時提尚。 盡管在數(shù)年前這可能被視為優(yōu)點，然而對現(xiàn)代高速造紙機(jī)而言，極高的濾水可能是一個缺 點。對夾網(wǎng)成形機(jī)和多層長網(wǎng)造紙機(jī)（multi-ply fourdrinier)而言，可能存在該情況。折 疊紙板通常在多層長網(wǎng)造紙機(jī)上生產(chǎn)，其中主要層是中間層（通常約150-400g/m 2)。對這 些等級的要求是對較低定量為良好的留著，而對高定量為良好的濾水。然而，在大多數(shù)情況 下，對較高定量紙頁而言，由于這些濾水限制，必須降低造紙機(jī)的速度。在許多情況下，通過 簡單提高助留劑組分，可改善網(wǎng)上的濾水，然而壓榨中的水釋放往往降低。此外，成形也可 能受到不利影響。
[0013]希望提供一種改進(jìn)的生產(chǎn)紙和紙板的方法。此外，希望克服上述缺點。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，我們提供了一種生產(chǎn)紙和紙板的方法，其中提供纖維素稀漿，對其進(jìn) 行一個或多個剪切段，然后在運(yùn)動篩上濾水以形成紙頁，將所述紙頁干燥，其中所述方法使 用施加至所述稀漿中的留著體系，所述留著體系包含如下物質(zhì)作為組分：
[0015] i)不同陽離子聚合物的混合物，和
[0016] ii)微粒材料，
[0017] 其中所述陽離子聚合物的混合物包含：
[0018] a)具有0. 5mEq/g至小于3mEq/g電荷密度和大于700, OOODa摩爾質(zhì)量的陽離子聚 合物，所述陽離子聚合物選自包含乙烯基胺單元的聚合物和聚乙烯亞胺；
[0019]b)具有小于3mEq/g電荷密度和至少3dl/g特性粘度的陽離子聚合物，
[0020] 其中在最后的剪切段之后將所述留著體系的一種組分投配至稀漿中，且在最后剪 切段之前將另一種組分投配至稀漿中。
[0021] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的方法允許方便地提高機(jī)器速度，尤其是當(dāng)生產(chǎn)紙板，如折 疊紙板時。此外，所述方法允許改善留著而不必然提高濾水。該改善可視為留著和濾水的 去耦。此外，所述方法具有運(yùn)轉(zhuǎn)性能。由本發(fā)明方法生產(chǎn)的紙和紙板片還顯示出改善的成 形和強(qiáng)度。此外，所述方法允許提高紙和紙板的生產(chǎn)率。
[0022] 在所述生產(chǎn)紙或紙板的方法中，通常通過如下方式制備纖維素稀漿：首先由紙漿 材料和水形成稠紙漿懸浮液，然后用稀釋水將該稠紙漿懸浮液稀釋以形成纖維素稀漿。使 所述稀漿通過一個或多個剪切段，然后在運(yùn)動篩（通常稱為抄紙網(wǎng)）上濾水，從而形成濕紙 頁，然后可將其干燥。在生產(chǎn)紙板的情況下，可將數(shù)個層或?qū)影褰M合以形成復(fù)合紙頁。稀漿 懸浮液通常可具有0. 1-3%固體的漿料濃度，基于懸浮液的總重量。
[0023] 在生產(chǎn)紙或紙板的方法中，可存在數(shù)個剪切段，其選自混合、泵送和過篩。常規(guī)剪 切段包括一個或多個混合漿泵或一個或多個壓力篩。典型地，最后的剪切段通常為壓力 篩。在該最后剪切段之后，通?？蓪⑾{供入流漿箱或恒流箱中，將所述稀漿輸送至運(yùn)動篩 (通常稱為抄紙網(wǎng)）上。
[0024] 紙可作為單層