专利名称：：可用于壁板接缝带应用中的纸质基材的制作方法
技术领域：
：本发明涉及适于制成壁板接缝带(wallboardtape)(也可以称为接缝带(jointtape)和域干墙带(drywalltape))的纸制品和/或纸质基材，其pH值为至少7.0并且包含大量的纤维素纤维、湿强度添加剂、碱性施胶剂、以及任选存在的阴离子促进剂，所述物质在带中和/或在带的至少一个表面上和/或涂布至带的至少一个表面上且分散于带中。所述纸质基材的特征在于其优异的物理性能，包括横向(CD)抗张强度、纵向(MD)抗张强度、内部结合力、湿抗张强度、湿膨胀率、巻曲、粘结性能、接缝带与接缝混合物的粘结性能。本发明的纸制品可以通过在造纸过程中于任何其它的位置使大量的纤维素纤维分别与湿强度添加剂、碱性施胶剂和/或阴离子促进剂进行接触而制得。最后，本发明涉及纸质基材的制备方法和使用方法。
背景技术：
：(壁柱)的立柱墙，所述构件用作预制板条(壁板)的支承体，预制板条借助螺丝钉、钉子、粘合剂或任何其它常规的连接系统连接至立柱墙上。显然，在相邻的预制板条之间存在着接缝。为了给墙壁提供连续的平整表面，必需对相邻板条之间的接缝进行"整饰(fmish广。通常，所述"整饰"可以包括堆积多层胶粘材料(接缝化合物)和将该接缝化合物与适于壁板接缝带应用的纸质基材混入板条表面，以便形成所希望的平整且相连的壁面。另外，壁板接缝带可以用来将形成拐弯的多个板条结合在一起，所述板条可以包括但不局限于护角条(cornerbead)。为了便于接缝和/或拐弯的整饰，大多数制造商使壁板板条的纵向边缘倾斜，以便使胶粘材料能够堆积，然后与预制板条的主表面区域的水平相匹配。通常，胶粘材料在接缝区域中的填充包括涂布第一层胶粘材料，将壁板接缝带(例如纸带)埋入第一层胶粘材料中，然后利用一层或更多层，通常为两层另外的胶粘材料覆盖所述带。接缝的这种整饰是耗时的过程，这是因为，为了在涂布胶粘材料的另外的层覆盖物进行覆盖之前使涂层干燥，通常在每次涂布胶粘材料的涂层之间必需等待24小时。此外，然后通常还必需对接缝区域进行砂磨，以便生产出与壁板板条表面区域的主要部分相匹配的饰面。因此，所述"整饰"既耗时，劳动强度又大。壁板接缝带纸是制备起来很有挑战性的纸，这是因为，为达到所需要的高抗张强度同时又保持良好的其它物理性能如粘结性能、接缝带与接缝混合物之间的粘结、湿膨胀率、巻曲等等，在操作方面仅有十分窄的范围。例如，制备适用作壁板接缝带的纸质基材的常规方法需要pH小于7.0的环境和/或"酸性"条件。然而，日益增加的对环境的关注迫使纸质基材的制造商提供如下的造纸环境pH值为至少7.0和/"碱"或"碱性"条件。对于下一代壁板接缝带纸质基材生产的挑战在于在转化和/或使用之前，对碱基纸质基材本身规划特别具体且严格水平的物理性能，如CD抗张强度、MD抗张强度、内部结合力、湿抗张强度、湿膨胀率、巻曲、粘结性能、接缝带与接缝混合物的粘结性能等等(这些是壁板接缝带纸质基材使用人和加工者所要求的)。所述水平的物理性能如横向(CD)抗张强度、纵向(MD)抗张强度、内部结合力、湿抗张强度、湿膨胀率、巻曲、粘结性能、接缝带与接缝混合物的粘结等已借助酸性条件下纸质基材的常规生产方法实现。目前，难以获得在碱性环境下制备且适于壁板接缝带转化的纸质基材(例如，具有可接受的物理性能，如CD抗张强度、MD抗张强度、内部结合力、湿抗张强度、湿膨胀率、巻曲、粘结性能接缝带与接缝混合物的粘结性能等等)，这使所述纸质基材的供应链仅局限于保留下来的在酸性条件下生产纸质基材的少数制造商。尽管己作出了相当大的努力，但是，对于壁板接缝带的尚存在的需求是，满足建筑工业对于已高度追求所述物理性能的碱性壁板接缝带的需求。
发明内容本发明的一个目的是提供一种包含大量的纤维素纤维；湿强度添加剂；碱性施胶剂；和任选存在的阴离子促进剂的纸质基材。本发明的一方面在于提供一种pH为7.0-14.0的基材。此外，本发明的另一方面在于提供一种通过TAPPI方法541测得的内部结合力为约25-约350毫英尺-磅/平方英寸的基材。本发明的另一方面在于提供一种定量为50-120磅/3000平方英尺的纸质基材。本发明的另一方面在于提供一种表观密度为5.0-20磅/(3000平方英尺x0.001英寸厚度)的基材。本发明的再一方面在于提供一种MD抗张强度为25-100磅力/英寸宽度的纸质基材。另外，本发明的纸质基材的CD抗张强度可以为5-50磅力/英寸宽度。此外，本发明的一个方面在于提供一种研磨的纸质基材。本发明的另一方面在于提供一种研磨的或砂磨的纸质基材，且所述基材的切割宽度为1.5-3.25英寸。本发明还涉及所述纸质基材的制备方法和使用方法，尤其是当所述方法涉及作为壁板接缝带的基材的生产和使用时。本发明的另一个目的是提供一种pH为7.0-14.0且包含大量的纤维素纤维；湿强度添加剂；碱性施胶剂；和任选存在的阴离子促进剂的纸质基材。本发明的一方面在于提供一种定量为50-120磅/3000平方英尺的纸质基材。本发明的另一方面在于提供一种表观密度为5.0-20磅/(3000平方英尺x0.001英寸厚度)的纸质基材。本发明的另一方面在于提供一种MD抗张强度为25-100磅力/英寸宽度的纸质基材。另外，本发明的纸质基材的CD抗张强度可以为5-50磅力/英寸宽度。此外，本发明的一个方面在于提供一种研磨的纸质基材。另外，本发明的另一方面在于提供一种研磨的纸质基材或砂磨的基材，且所述基材的切割宽度为1.5-3.25英寸。本发明还涉及所述纸质基材的制备方法和使用方法，尤其是当所述方法涉及作为壁板接缝带的基材的生产和使用时。图l:表明强调湿强度添加剂、碱性施胶剂和阴离子促进剂添加位置的、本发明纸质基材的优选制备方法的流程图。优选的是，湿强度添加剂、碱性施胶剂和阴离子促进剂在A、B、C和/或D的任意位置和/或所有添加位置添加。具体实施例方式本发明者现已发现了一种pH为至少7.0的纸质基材，在此之前，现有技术的纸质基材不能够满足建筑工业所要求的严格的物理性能，以及所述纸质基材的制备方法和使用方法。本发明的纸质基材可以包含回用纤维和/或新鲜纤维。回用纤维不同于新鲜纤维，在于回用纤维已经历了至少一次的千燥过程。本发明的纸质基材可以包含以基材总重量计1-99重量％的纤维素纤维，包括1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和99重量％,并且包括其中的任一和所有的范围以及子范围。优选的是，纤维素纤维源自针叶木和/或阔叶木。以纸质基材中纤维素纤维的总量计，本发明的纸质基材可以包含50-100重量％，优选80-95重量％，源自针叶木的纤维素纤维。以纸质基材中纤维素纤维的总量计，该范围包括50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100重量％，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。以纸质基材中纤维素纤维的总量计，本发明的纸质基材可以包含0-50重量％，优选5-20重量％，源自阔叶木的纤维素纤维。以纸质基材中纤维素纤维的总量计，该范围包括0、5、10、15、20、25、30、35、40、45和50重量％,包括其中的任一和所有的范围以及子范围。此外，本发明的纸质基材所包含的针叶木和/或阔叶木纤维可以通过物理和/或化学方法进行改性。物理方法的例子包括但不局限于电磁方法和机械方法。电改性的方法包括但不局限于涉及使纤维与电磁能源如光和/或电流接触的方法。机械改性的方法包括但不局限于涉及使无生物(inaminateobject)与纤维接触的方法。所述无生物的例子包括带有利刃和/或钝刃的那些。所述方法还包括例如切割、捏合、捣碎、刺穿等等方法。化学方法的例子包括但不局限于常规的化学纤维改性方法。纤维的所述改性的例子可以是但不局限于如下专利中所述6,592,717、6，582，557、6,579,415、6,579,414、6,506,282、6,471,824、6,361,651、6,146,494、Hl，704、5,698,688、5,698,074、5,667,637、5,662,773、5,531,728、5,443,899、5,360,420、5,266,250、5，209，953、5,160,789、5,049,235、4,986,882、4，496，427、4,431,481、4,174,417、4，166，894、4,075,136、和4,022,965，在此通过引用的方式将它们的全部内容并入本文。本发明的纸质基材可以包含至少一种湿强度添加剂。湿强度添加剂可以是阳离子的、阴离子的、中性的和两性的。优选的湿强度添加剂是阳离子的和/或包含碱性官能团。所述湿强度添加剂的例子可以是但不局限于:聚胺环氧氯丙烷(PAE)、脲醛、蜜胺甲醛和乙醛酸化的聚丙烯酰胺树脂。可以包含在本发明中的湿强度添加剂的另外的例子可以包括但不局限于如下专利中所述那些6，355，137和6,171,440，在此通过引用的方式将它们的全部内容并入本文。优选的湿强度添加剂包括但不局限于聚胺环氧氯丙烷(PAE)。以基材总重量计，本发明的纸质基材可以包含0.25-2.5重量％的湿强度添加剂。该范围包括0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4和2.5重量％，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。本发明的纸质基材可以包含至少一种碱性施胶剂。碱性施胶剂的例子可以是但不局限于不饱和烃化合物，如C6-C24，优选C18-C20的不饱和烃化合物，及它们的混合物。可以包含在本发明中的碱性施胶剂的另外的例子还可以包括但不局限于如下专利中所述那些:6，595，632、6,512,146、6,316,095、6,273,997、6,228,219、6,165,321、6,126,783、6,033,526、6,007，卯6、5,766,417、5,685,815、5,527,430、5,011,741、4'710,422，和4,184,914，在此通过引用的方式将它们的全部内容并入本文。优选的碱性施胶剂可以是但不局限于烷基烯酮二聚体、烯基烯酮二聚体和烯基琥珀酸酐。以基材总重量计，本发明的纸质基材可以包含0.05-1.5重量％的碱性施胶剂。该范围包括0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0,2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4和1.5重量％，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。本发明的纸质基材可以包含至少一种阴离子促进剂。阴离子促进剂的例子可以是但不局限于聚丙烯酸盐、磺酸盐、羧甲基纤维素、半乳甘露聚糖半纤维素和聚丙烯酰胺。优选的阴离子促进剂包括但不局限于聚丙烯酸盐，如Nalco64873。以基材总重量计，本发明的纸质基材可以包含0.05-1.5重量％的阴离子促进剂。该范围包括0.05、0.06、0.07、0.08、0,09、0.1、0,2、0.3、0.4、0.5、0,6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4禾口1.5重量％，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。通过常规的TAPPI方法494测量的本发明的纸质基材的MD抗张强度可以为25-100磅力/英寸宽度，优选为40-90磅/英寸宽度。该范围包括25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100磅力/英寸宽度的MD抗张强度，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。通过常规的TAPPI方法494测量的本发明的纸质基材的CD抗张强度可以为5-50磅力/英寸宽度，优选为20-50磅/英寸宽度，最优选为25-40磅/英寸宽度。该范围包括5、10、15、20、25、30、35、40、45和50磅力/英寸宽度的CD抗张强度，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。通过常规的TAPPI方法456测量的本发明的纸质基材的湿强度可以为5-50磅/英寸宽度，优选为10-25磅/英寸宽度，最优选为15-25磅/英寸宽度。该范围包括5、10、15、20、25、30、35、40、45和50磅/英寸宽度的湿强度，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。通过常规的TAPPI方法541测量的本发明的纸质基材的内部结合力可以为25-350磅/平方英寸，优选为50-250磅/平方英寸，最优选为100-200毫英尺-磅/平方英寸。该范围包括25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、125、150、175、200、225、250、275、300、325和350毫英尺-磅/平方英寸的内部结合力，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。当通过任意常规的方法如pH标识物/笔和常规的TAPPI方法252和529(热萃取测试和/或表面pH测试)进行测量时，本发明的纸质基材的pH为至少约7.0。所述纸的pH可以为约7.0-14.0，优选为约7.0-9.0，最优选为约7.1-8.5。该范围包括7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8,7、8.8、8.9、9.0、9.2、9.4、9.5、9.6、9.8、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5禾卩14.0的pH，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。根据本发明的纸质基材可以由造纸机制备，其定量为50-120磅/3000平方英尺，优选为70-120磅/3000平方英尺，最优选为80-100磅/3000平方英尺。所述基材的定量可以为50、52、54、55、56、58、60、62、64、65、66、68、70、72、74、75、76、78、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、98、100、105、110、115和120磅/3000平方英尺，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。根据本发明的纸质基材可以由造纸机制备，其表观密度为5.0-20.0，优选9.0-13.0，最优选为9.5-11.5磅/(3000平方英尺x0.001英寸厚度)。所述基材的表观密度可以为5.0、5.2、5.4、5.5、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.5、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0、12.5、13.0、13.5、14.0、14.5、15.0、15.5、16.0、16.5、17.0、17.5、18.0、18.5、19.0、19,5禾Q20.0磅/(3000平方英尺x0.001英寸厚度)，包括任一和所有的范围以及子范围。根据本发明的纸质基材，在离开造纸机的巻纸辊时的宽度可以为5-100英寸并且其长度可以改变。所述纸质基材的宽度可以为5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100英寸，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。另外，可以将根据本发明的纸质基材切割成宽度为1.5-3.25英寸宽的纸带，并且纸带的长度可以改变。所述纸质基材的纸带宽度可以为1.50、1.60、1.70、1.75、1.80、1.85、1.9、1.95、2.00、2.10、2.20、2.30、2.40、2.50、2.60、2.70、2.80、2.90、3.00、3.05、3.10、3.15、3.20和3.25英寸，包括其中的任一和所有的范f韦]以及子范围。本发明的纸质基材还可以包含粘结剂和惰性物质，惰性物质包括填料，增稠剂，以及防腐剂。其它惰性物质包括但不局限于硅石、如胶体和/或溶胶。硅石的例子包括但不局限于硅酸钠和/或硼硅酸盐。惰性物质另外的例子是溶剂，包括但不局限于水。填料的例子包括但不局限于碳酸钙、硫酸钙半水化合物和无水硫酸钙。优选的填料是碳酸钙。粘结剂的例子包括但不局限于聚乙烯醇、Amres(Kymene的一种类型)、BayerParez、多氯化物乳液、变性淀粉如羟乙基淀粉、淀粉、聚丙烯酰胺、改性的聚丙烯酰胺、多元醇、多元醇羰基加成物、乙二醛/多元醇縮合物、聚酰胺、环氧氯丙垸、乙二醛(glyoxal)、乙二醛脲、乙二醛(ethanedial)、脂肪族聚异氰酸酯、异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯、二异氰酸酯、聚异氰酸酯、聚酯、聚酯树脂、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。以基材总重量计，本发明纸质基材可以包含0.001-20重量％的惰性物质，优选分别包含0.01-10重量％，最优选为0.1-5.0重量％的至少一种惰性物质中的每一种。以基材的总重量计，该范围包括0.001、0.002、0.005、0,006、0.008、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18和20重量％，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。以基材总重量计，本发明的纸质基材还可以包含0.05-20重量％的淀粉。以基材的总量计，基材所包含的淀粉的重量％可以为0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、4、5、6、8、10、12、14、15、16、18和20重量％，包括其中的任一和所有的范围以及子范围。通过使大量的纤维素纤维顺序地和/或同时地与湿强度添加剂、碱性施胶剂和阴离子促进剂接触，可以制备纸质基材。此外，所述接触可以在pH为7.0-14.0的含水环境中进行。更进一步地，所述接触可以在提供本发明的纸质基材的容许浓度水平下进行，以便单独地或以它们的任何组合的方式包含上述量中的任意量的纤维素纤维、湿强度添加剂、碱性施胶剂、阴离子促进剂、填料、粘结剂、增稠剂和增塑剂。所述接触可以在造纸过程的任何时间进行，包括但不局限于:浓浆(thickstock)、稀浆、流浆箱(headbox)、施胶机、水箱和涂布机。纤维素纤维、湿强度添加剂、碱性施胶剂和阴离子促进剂可以彼此以任意结合的方式连续地、顺序地和/或同时地接触。在添加至造纸过程中之前，纤维素纤维、湿强度添加剂、碱性施胶剂、阴离子促进剂可以任意组合的方式进行预混合。制备本发明的纸质基材的这些方法可以加到任何常规的造纸过程中，以及转化过程中，包括:研磨、砂磨、切割(slitting)、裁切(scoring)、穿孔、发火花(sparking)、压光、纸张整饰、加工、涂布、层合、印刷等等。优选的常规方法包括适合于生产能够用作壁板接缝带的纸质基材的那些方法。如描述于"制浆造纸技术手册(Handbookforpulpandpapertechnologies)"(G,A.Smook(1992)，AngusWildePublications)中的那些教科书描述了所述常规方法，在此通过引用的方式将其全部内容并入本文。下面将借助下面的具体实施例更详细地解释本发明，所述实施例并不意味着以任何方式限制本发明的保护范围。实施例实施例1方法图1描述了本发明产品的制备方法。图1示出了在选自A、B、C和/或D的任一或更多的加入点，将连续和/或同时添加湿强度添加剂、碱性施胶剂、阴离子促进剂与添加大量的针叶木和/或阔叶木纤维素纤维合并在一起的特定造纸方法的流程图。所得的纸质基材概述于表l中。所述造纸方法使用如下工段(statkm):纸浆储存池、精制、混合、纸张成形、干燥、压制、施胶处理、干燥、压光、巻取以及缠绕。这之后可以是任何常规的加工方法，所述方法优选生产出壁板接缝带。表1:由上面概述的且在图1中的方法制得的纸质基材产<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>在整个使用期间，所述范围用作描述在该范围内的每个值的简略的表达方式，包括其中的所有子范围。根据上面的教导，有可能对本发明做出许多改进和变更。因此，应当理解的是，在所附权利要求书的范围内，除在此具体描述的以外，本发明也可以实施。就与本发明的主题相关的部分及其所有的实施方案而言，将所有在此引证的参考文献，以及参考文献引证的参考文献通过引用的方式并入本文。权利要求1.一种纸质基材，其包含大量的纤维素纤维、湿强度添加剂、以及碱性施胶剂，其中所述基材的pH值为7.0-14.0。2.根据权利要求1的纸质基材，其定量为50-120磅/3000平方英尺。3.根据权利要求1的纸质基材，其表观密度为5.0-20磅/(3000平方英尺x0.001英寸厚度)。4.根据权利要求1的纸质基材，其MD抗张强度为25-100磅力/英寸宽度。5.根据权利要求1的纸质基材，其CD抗张强度为5-50磅力/英寸宽度。6.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述大量的纤维素纤维中至少大多数是针叶木纤维。7.根据权利要求1的纸质基材，其还包含碳酸钙。8.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述碱性施胶剂为选自垸基烯酮二聚体、烯基烯酮二聚体和烯基琥珀酸酐中的至少一种。9.根据权利要求1的纸质基材，其还包含阴离子促进剂。10.根据权利要求9的纸质基材，其中，所述阴离子促进剂为选自聚丙烯酸盐、磺酸盐、羧甲基纤维素、半乳甘露聚糖半纤维素和聚丙烯酰胺中的至少一种。11.根据权利要求1的纸质基材，其还包含选自粘结剂、填料、增稠剂和防腐剂中的至少一种。12.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述基材是研磨过的。13.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述基材是砂磨过的。14.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述基材在离开造纸机的巻纸辊时的宽度为15-100英寸。15.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述纸质基材是研磨过的或砂磨过的，并且其切割宽度为1.5-3.25英寸。16.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述湿强度添加剂为选自聚胺环氧氯丙垸、脲醛、蜜胺甲醛和乙醛酸化的聚丙烯酰胺树脂中的至少一种或它们的组合。17.根据权利要求1的纸质基材，其还包含碳酸钙，所述碳酸钙的形式为选自轻质碳酸钙和重质碳酸钙中的至少一种。18.根据权利要求1的纸质基材，其中，所述碱性施胶剂为具有16-20个碳原子的至少一种不饱和烃。19.根据权利要求1的纸质基材，其还包含粘结剂。20.制备权利要求1的纸质基材的方法，其包括使大量的纤维素纤维顺序地和/或同时地与湿强度添加剂、碱性施胶剂和任选存在的阴离子促进剂接触。21.根据权利要求20的方法，其中，所述接触在pH为7.0-14.0的含水环境中进行。22.—种纸质基材，其包含大量的纤维素纤维；湿强度添加剂；碱性施胶剂；以及任选存在的阴离子促进剂，其中所述基材的pH为7.0-14.0，并且通过TAPPI方法541测量的所述基材的内部结合力为约25-约350毫英尺-磅/平方英寸。23.根据权利要求22的纸质基材，其中，通过TAPPI方法541测量的所述基材的内部结合力为约50-约250毫英尺-磅/平方英寸。24.制备权利要求22的纸质基材的方法，其包括使大量的纤维素纤维顺序地和/或同时地与湿强度添加剂、碱性施胶剂和任选存在的阴离子促进剂接触。全文摘要本发明涉及适于制成和/或转化成壁板接缝带的纸制品和/或纸质基材，所述壁板接缝带也可以称为接缝带和/或干墙带，所述纸制品和/或纸质基材的pH值为至少7.0并且包含大量的纤维素纤维、湿强度添加剂、碱性施胶剂以及阴离子促进剂，本发明还涉及纸制品和/或纸质基材的制备方法和使用方法。文档编号D21H21/16GK101115880SQ200680004611公开日2008年1月30日申请日期2006年2月13日优先权日2005年2月11日发明者B·R·麦克加芬,C·M·威尔逊,D·W·安德森,S·A·布扎,许玉峰申请人:国际纸业公司