专利名称：纸张的上浆的制作方法
技术领域：
本发明涉及纸张的上浆，更特别是涉及含有纤维素活性上浆剂和疏水改性分散剂的水性分散体，其制备和用途。
纤维素活性上浆剂，诸如那些基于烷基烯酮二聚物(AKD)和链烯基琥珀酸酐(ASA)的物质，广泛应用于在水性或稍碱性的浆体pH值下的造纸上，以便在一定程度上提高纸张或纸板抵抗水性液体浸湿和渗透的能力。基于纤维素活性上浆剂的纸张上浆通常以分散体的方式实施，它由水相和分散在其中的极细碎化的上浆剂的粒子或液滴组成。分散体的制备通常借助于分散剂系统，它以阴离子化合物如木质素磺酸钠，配合以高分子量的阳离子或两性聚合物，如阳离子淀粉、聚胺、聚酰胺-胺或烯类加成聚合物构成。有赖于分散剂系统化合物的总体电荷，上浆分散体在本体上会是阳离子性或阴离子性的。
纤维素活性上浆剂在低上浆剂用量的情况下一般表现出好的上浆性。可是，实践证明当用在具有高的阳离子需求度(demand)和含有显著量的亲油性木材抽提物，如树脂酸、脂肪酸、脂肪酯、甘油三酯等的浆体中时，通常的纤维素活性上浆剂的效率就会受损。鉴于带有羧酸酯或羧酸基团的亲油性物质的阴离子特性，含有显著量亲油性抽提物的浆体通常具有相当高的阳离子需求度。已发现亲油性物质不利于上浆剂在纤维上的吸附而可能会导致差的上浆结果。为了改进这种浆体的上浆，纸张制造者不得不增加上浆剂的用量，这当然在经济上是不愿接受的，并且会增加上浆剂在造纸工艺再循环白水中的累积。此类问题在造纸厂中甚至更严重，在其中白水深度再循环，工艺中只引入少量的新鲜水，这样会进一步加剧阳离子需求度以及白水和待脱水浆体中亲油性抽提物和非吸附性上浆剂的累积。
因此，本发明的一个目的是提供纤维素活性上浆剂的改进型分散体以及最终改进上浆的工艺，其中纤维素活性上浆剂分散体应用在具有高阳离子需求度和／或高亲油性抽提物含量和／或经历白水深度再循环工艺的纤维素浆体中。
按照本发明，发现将含有疏水改性分散剂的纤维素活性上浆剂的水性分散体应用于具有高阳离子需求度和／或含有高量级亲油性物质的浆体的内体上浆时，能够实现改进的上浆。也有发现，将这种分散体应用于一种造纸工艺，其中由于白水深度再循环而产生了高的阳离子需求度和／或高的亲油性抽提物含量的条件，也能实现上浆的改进。因此，本发明总体上涉及由纤维素活性上浆剂和疏水改性分散剂组成的水性上浆分散体的用途，用于难于上浆的浆体的内体上浆，将上浆分散体添加到含有纤维素纤维和可选填料的浆体中，然后浆体在网上脱水，得到含有纤维素纤维的织物或纸张。本发明的第一方面是，浆体的阳离子需求度至少是50μeq／l母滤液。本发明的第二方面是，浆体的亲油性物质含量至少为10ppm。本发明的第三方面包括浆体在网上脱水得到白水和含有纤维素纤维的织物，白水进行再循环，可选引入新鲜水，以形成含有待脱水纤维素纤维的浆体，其中引入的新鲜水的量少于30吨／吨制造的干纤维素制品。因此，本发明涉及含有纤维素活性上浆剂和疏水改性分散剂的水性上浆分散体在纤维素纤维上浆工艺中的用途，这一点在权利要求中进一步说明。
在本发明的一个优选的实施方案中，水性分散体含有一种纤维素活性上浆剂和一种阴离子疏水改性分散剂，最好为阴离子疏水改性纤维素衍生物，并且本发明进一步涉及此类分散体及其制备，这一点在权利要求中进一步说明。此分散体给出改进的稳定性和上浆特性，对于具有高阳离子需求度的和含有亲油性物质的、尤其是高度白水封闭的造纸浆体特别有用。
本发明在造纸上实现了一种可能性，即，在同样的纤维素活性上浆剂用量下，达到了比常用的上浆分散体改进的上浆度；在同样的上浆度下，纤维素活性上浆剂的用量更低。使用较低量的上浆剂却达到了指定的上浆度，这种可能性降低了工艺再循环的白水中的未吸附上浆剂累积的风险，因而减少了上浆剂在造纸设备上的凝集和沉淀。本发明由此具有大的经济和技术效益。
本发明的纤维素活性上浆剂可以从现有技术已知的任何一种纤维素活性上浆剂中选择。适宜的上浆剂可以从疏水烯酮二聚物、多聚烯酮、酸酐、有机异氰酸酯、甲氨酰氯和它们的混合物中选择，优选烯酮二聚物和酸酐，更优选烯酮二聚物。适宜的烯酮二聚物如下通式(Ⅰ)示，其中R1和R2代表饱和或不饱和的烃基，通常是饱和烃基，烃基基团适宜有8～36个碳原子，通常是有12～20个碳原子的直链或支链的烷基，如正十六烷基和正十八烷基。适宜的酸酐以如下通式(Ⅱ)为特征，其中R3和R4可以相同或不同，代表适宜含有8～30个碳原子的饱和或不饱和的烃基，或者R3和R4同-C-O-C-部分一起构成5～6元环，可选进一步被含有多达30个碳原子的烃基取代。市面上常用的酸酐的例子包括烷基和链烯基琥珀酸酐，尤其是异十八链烯基琥珀酸酐。 适宜的烯酮二聚物、酸酐和有机异氰酸酯包括美国专利4，522，686中公开的化合物，此处因此就其参考引用。适宜的甲氨酰氯的例子包括那些在美国专利3，887，427中公开的化合物，此处因此就其参考引用。
除了纤维素活性上浆剂外，上浆分散体也可以含有非纤维素活性的上浆剂。此类适宜的上浆剂的例子包括松香如强化和／或酯化的松香、蜡、脂肪酸和树脂酸衍生物如脂肪酰胺和脂肪酯如天然脂肪酸的甘油三酯。
本发明的分散体含有疏水改性分散剂，即一种带有一个或多个疏水基团的分散剂，优选此疏水基团是悬挂型的，就是说以疏水侧链的形式连接在分散剂上。适宜的基团的例子包括含有至少4个、适宜至少6个、优选8～30个碳原子的疏水取代基，最好是疏水的酰胺、酯和醚取代基，含有一个至少4个、适宜至少6个、优选8～30个碳原子的饱和的或不饱和的烃基链，可选插入杂原子如氧和氮，和／或含杂原子基团如羰基或酰氧基。分散剂的疏水取代度(DSH)可以是0．01～0．8，适宜的是0．02～0．5，优选0．03～0．4。
疏水改性分散剂可以带或不带电荷，优选带电荷并且带有一个或多个相同或不同类型的离子基团。离子基团可以是阳离子性和／或阴离子性的。因此，分散剂在本体上可以是阴离子性、两性或阳离子性的，优选两性或阴离子性，最优选阴离子性的。适宜的阴离子性基团包括硫酸根基团和羧基、磺酸基、磷酸基和膦酸基基团，它们可以以自由酸或水溶性铵盐或碱金属盐(通常是钠盐)的形式存在，比如钠的羧酸盐和磺酸盐。分散剂的离子取代度可以在宽的范围内变动；阴离子取代度(DSA)可以是0．01～1．4，适宜的是0．1～1．2，优选0．2～1．0；阳离子取代度(DSC)可以是0．01～1．0，适宜的是0．1～0．8，优选0．2～0．6。
分散剂可以衍生自合成和天然途径，优选水溶性或水分散性的。适宜的分散剂的例子包括疏水改性的多糖类如，例如淀粉、瓜耳胶、纤维素、甲壳素、聚氨基葡萄糖、聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、黄原胶、甘露聚糖、糊精等，优选淀粉、瓜耳胶和纤维素衍生物，适宜的阴离子和阳离子衍生物，优选阴离子衍生物如磷酸、磺酸和羧酸多糖；疏水改性的缩聚产物例如阴离子或阳离子聚氨酯，阳离子聚酰胺-胺；疏水改性的阴离子或阳离子烯基加成聚合物如基于(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸酯、羧酸乙烯酯及其类似的聚合物。疏水改性的合成聚合物的制备很容易，在聚合时使用带有疏水取代基如疏水链烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸酯及硬脂酸乙烯酯等的单体，可选阴离子和／或阳离子单体。
适宜的疏水改性的和带有电荷的分散剂的例子包括在美国专利4，228，277、4，239，592和4，687，519；欧洲专利申请189 319、512319和551 817；和国际专利申请WO 94／24169中公开的那些，此处因此就其参考引用。本发明的分散体可以以通常的方式制备，只是分散剂是疏水改性的。
分散体中含有的疏水改性分散剂的量可以在很宽的范围内变动，尤其有赖于物质的类型及其DSH和，如果带电荷，DSA、DSC、上浆剂类型、所希望的阴离子性、阳离子性和最终分散体的固含量。基于上浆剂，分散体中含有的疏水改性分散剂的量可达100wt％，通常为0．1～20wt％，适宜的是0．2～10wt％，优选0．3～6wt％。
在本发明的一个优选的实施方案中，上浆分散体含有如上所述的疏水改性分散剂和表面活性剂。这种表面活性剂，在应用时，可以在本体上是阴离子、非离子或阳离子性的。所选用的表面活性剂应该具有适宜的HLB值范围8～30或更高，优选8～25。
适宜的阳离子表面活性剂包括任何能够在上浆剂粒子或液滴与疏水改性的纤维素衍生物之间起到表面活性剂和／或偶联剂作用的阳离子化合物。优选的表面活性剂包括通式R4N+X-示的铵化合物，其中每一个R基团独立地从如下中选择(ⅰ)氢；(ⅱ)烃基，适宜的是含有1～30个、优选1～22个碳原子的脂肪烃基，优选烷基；和(ⅲ)烃基，适宜的是含有多达30个、优选4～22个碳原子的脂肪烃基，优选烷基，其中插入有一个或多个杂原子如氧和氮，和／或含杂原子基团如羰基和酰氧基；适宜的是至少三个，优选全部所述的R基团含有碳原子；适宜的是至少一个，优选至少两个所述的R基团含有至少9个和优选至少12个碳原子；而其中X-是一种阴离子，典型是卤离子如氯。适宜的表面活性剂的例子包括二辛基二甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、二椰子油基二甲基氯化铵、椰子油基苄基二甲基氯化铵、椰子油基(分级过)苄基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、二(十八烷基)二甲基氯化铵、二(十六烷基)二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)苄基甲基氯化铵、氢化牛脂基苄基二甲基氯化铵、二油基二甲基氯化铵和二(亚乙基十六烷酸酯)二甲基氯化铵。特别优选的阳离子表面活性剂因而包括那些至少带有一个9～30个碳原子的烃基基团的物质，最好是季铵化合物。更为优选的阳离子表面活性剂包括季二和多铵化合物，它们带有至少一个烃基基团，适宜的是具有9～30个、优选12～22个碳原子的脂肪烃，优选烷基。此类适宜的表面活性剂的例子包括N-十八烷基-N-二甲基-N′-三甲基-亚丙基-二氯化二铵。适宜的阳离子表面活性剂的分子量范围为200～800。适宜的阴离子表面活性剂包括烷基、芳基和烷芳基硫酸盐和醚硫酸盐，烷基、芳基和烷芳基羧酸盐，烷基、芳基和烷芳基磺酸盐，烷基、芳基和烷芳基磷酸盐和醚磷酸盐，以及二烷基磺化琥珀酸盐，其中烷基基团有1～18个碳原子，芳基基团有6～12个碳原子，烷芳基基团有7～30个碳原子。适宜的阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠。
在使用中，基于上浆剂，表面活性剂在分散体中占的重量百分数为0．1～20wt％，适宜1～10wt％，优选2～7wt％。在一个优选的实施方案中，上浆分散体含有阴离子疏水改性分散剂和阳离子表面活性剂。优选此种上浆分散体在本体上是阴离子性的，即，阴离子分散剂在离子数上过量。在另一个优选的实施方案中，上浆分散体含有阳离子疏水改性分散剂和阴离子表面活性剂。优选此种上浆分散体在本体上是阳离子性的，即，阳离子分散剂在离子数上过量。
上浆分散体可以以通常的方式添加到造纸浆体中。此处用到的“纸”这个词的意思不仅包括纸张而且包括片形和织物形态的所有类型的纤维素类制品，包括，比如，板材和纸板。浆体中含有纤维素纤维，可选同矿物质填料配合，一般纤维素纤维的含量至少是50wt％，基于干的浆体。常用类型的矿物质填料的例子包括高岭土、瓷土、钛白粉、石膏、滑石和天然和合成碳酸钙如白垩、重质大理石和沉淀法碳酸钙。基于纤维素纤维和可选填料的干重，纤维素活性上浆剂添加到浆体中的适宜用量是0．01～1wt％，优选0．05～5wt％，投料量主要由纸浆或待上浆纸的质地、选用的上浆剂和希望达到的上浆度决定。
上浆分散体用于纤维素纸浆的浆体上浆，其中浆体具有高的阳离子需求度和／或含有显著量的亲油性物质，比如从一定量级的含木素和回收的纸浆制备的浆体，其中白水深度再循环。通常阳离子需求度至少是50，适宜的至少100，优选至少150μeq／l母滤液。阳离子需求度可以用通常的方法测定，比如借助Mütek粒子电荷检测仪，使用的母滤液取自经1．6μm滤器过滤而成的粗浆液，以聚(二烯丙基二甲基氯化铵)为滴定剂。亲油性物质的含量可能至少为10ppm，通常至少20ppm，适宜至少30ppm和优选至少50ppm，采用已知的方法利用DCM(二氯甲烷)进行抽提，测量结果以ppm DCM表示。分散体更优选用于白水深度再循环的造纸工艺中，即，白水高度封闭，例如其中制造每吨干纸使用0～30吨新鲜水，通常每吨纸少于20，适宜少于15，优选少于10和最好少于5吨新鲜水／吨纸。工艺中白水再循环优选通常在上浆分散体添加之前或之后，优选以浆体或悬浮液的形式将白水同纤维素纤维混合，例如形成待脱水的浆体。新鲜水可以在任何阶段下引入到工艺里；比如，它可以在浆体同白水混合之前或之后和在上浆分散体添加之前或之后，同纤维素纤维混合以形成浆体，也可以同含有纤维素纤维的浆体混合，稀释它以形成待脱水的浆体。
造纸中通常在浆体中添加的化学物质，比如助留剂、铝化合物、染料、湿强树脂和上光剂等，当然可以同本上浆分散体复合使用。铝化合物的例子包括明矾、铝酸盐和多铝化合物如氯化多铝和硫酸多铝盐。适宜的助留剂的例子包括阳离子聚合物，有机聚合物复合阴离子无机物，如阳离子聚合物复合膨润土、阳离子或阴阳离子聚合物复合硅基溶胶。本发明的分散体与含有阳离子聚合物的助留剂结合使用时，能达到特别好的浆体上浆性。适宜的阳离子聚合物包括阳离子淀粉、瓜耳胶、丙烯酸酯和丙烯酰胺基聚合物、聚哌嗪、二氰基二酰胺-甲醛、多胺、聚酰胺-胺和聚(二烯丙基二甲基氯化铵)以及它们的混合物。优选阳离子淀粉和阳离子丙烯酰胺基聚合物，或单独使用或彼此混合或同其它物质混合使用。在本发明的一个优选的实施方案中，分散体的应用配以一种包括至少一种阳离子聚合物和阴离子硅基颗粒的助留体系。本分散体可以在阳离子聚合物添加之前、中间、之后或同时添加。也可能把上浆分散体同助留剂，如阳离子聚合物如阳离子淀粉或阳离子丙烯酰胺基聚合物，或者阴离子硅基物质预混合，然后把如此制备的混合物添加到浆体中。
在本发明的一个优选的实施方案中，水性分散体含有纤维素活性上浆剂，如上述，和阴离子疏水改性的纤维素衍生物，本发明也涉及此类分散体及其制备，这一点在权利要求中进一步说明。这些分散体优选是阴离子性的。适宜的纤维素衍生物包括任何一种阴离子性的、疏水改性的和能够起分散剂和稳定剂作用的衍生自纤维素的化合物。纤维素衍生物优选水溶性或水分散性的。纤维素衍生物带有一个或多个疏水基团。适宜的基团的例子包括含有4～30个碳原子的疏水取代基，最好是疏水的酰胺、酯和醚取代基，带有一个至少4个、适宜至少6个、优选8～30个碳原子的饱和或不饱和的烃基链，可选插入一个或多个杂原子如氧和氮，和／或含杂原子基团如羰基或酰氧基。脂肪酰胺改性的纤维素是优选的。纤维素衍生物具有的疏水取代度(DSH)为0．01～0．8，适宜0．02～0．5，优选0．03～0．4。疏水改性的纤维素衍生物是阴离子性的，并带有一个或多个相同或不同类型的阴离子基团，优选多阴离子性的。适宜的阴离子基团，即，阴离子性的或在水中表现为阴离子性的基团，包括硫酸酯基团和羧酸、磺酸、磷酸和膦酸基团，它们可以以自由酸或水溶性铵盐或碱金属盐(一般钠盐)的形式存在。阴离子基团可以以已知的方式通过化学改性引入。纤维素衍生物具有的阴离子取代度(DSA)为0．1～1．4，适宜0．4～0．9，优选0．5～0．8。纤维素衍生物适宜带有羧烷基基团，优选羧甲基基团。
本发明适宜的纤维素衍生物的例子包括疏水改性的和可选引入电荷，优选阴离子性的纤维素衍生物，并选自羧甲基纤维素(CMC)、CMC混合纤维素醚如羟乙基羧甲基纤维素(HECMC)、羟丙基羧甲基纤维素(HPCMC)、二羟丙基羧甲基纤维素(DHPCMC)、含有季氮的羧甲基纤维素(QNCMC)如以缩水甘油基三烷基氯化铵醚化的CMC、羧甲基乙磺酸纤维素(CMESC)、甲基羧甲基纤维素(MCMC)。脂肪酰胺改性的含羧基纤维素特别优选，如脂肪酰胺改性的羧甲基纤维素(FACMC)。适宜的疏水改性的纤维素衍生物以及将疏水取代基引入阴离子性纤维素衍生物中的方法例如公开于国际公开专利申请W094／24169，此处因此就其参考引用。
基于纤维素活性上浆剂，分散体中疏水改性的纤维素衍生物所占的重量百分数可以多达100wt％，通常0．1～20wt％，适宜0．2～10wt％，优选0．3～6wt％。
已发现，本发明的分散体可以制备成高固体含量而依然表现出非常好的贮存稳定性。本发明提供了具有改进的贮存稳定性和／或高固体含量的上浆分散体。分散体中上浆剂的含量一般为0．1～45wt％。本发明的含有烯酮二聚物上浆剂的分散体，可能具有烯酮二聚物含量在范围5～45wt％内，优选10～35wt％。本发明的含有酸酐类上浆剂的分散体或乳液，可能具有酸酐含量为0．1～30wt％，优选5～20wt％。
本发明的分散体的制备是，优选在上浆剂呈液态的温度下，将水性相与分散剂和上浆剂，以及可选表面活性剂混合，并且匀质化如此得到的混合物，适宜在压力下。对于烯酮二聚物上浆剂，适宜的温度是约55～95℃，而较低的温度可以适合于酸酐。然后冷却得到的乳液，其中含有一般粒径为0．1～3μm的上浆剂的液滴。除了上述的组分外，上浆分散体中也可以添加其它的物质，比如包括，分散剂、稳定剂、增量剂如脲和脲衍生物和防腐剂。
进一步发现分散体的组分在水相存在下能够很容易地匀质化。因此，制备分散体的一个更进一步的方法包括(ⅰ)纤维素活性上浆剂同阴离子纤维素衍生物，可选表面活性剂相混合，得到中间体组合物，和(ⅱ)如上述，在水相的存在下匀质化中间体组合物。优选组分在阶段(ⅰ)中均匀混合。阶段(ⅰ)中采用的上浆剂可以是固态的，虽然优选液态，以便简化均匀混合过程。若希望的话，中间体组合物在阶段(ⅰ)的混合后就可以出料了，可选冷却固化，就得到了基本无水的中间体上浆组合物，以经济上具吸引力的方式实现了运输的简化。在使用地点，或其它地方，中间体上浆组合物能在水的存在下以通常的方式匀质化，可选在升高的温度下，以便保持中间体上浆组合物的液体状态。在制备烯酮二聚物和酸酐的分散体时，此法特别具有吸引力，而后者经常在直接涉及其作为造纸上浆剂的用途的造纸厂中进行制备。贮存稳定的基本无水的上浆组合物的出现于是提供了相当大的经济和技术效益。本发明因此也涉及含有纤维素活性上浆剂，阴离子疏水改性的纤维素衍生物和可选表面活性剂的基本无水的上浆组合物，其制备和用途，这一点在权利要求中进一步说明。
本发明的组合物中的各组分，即，纤维素活性上浆剂和阴离子疏水改性纤维素衍生物，和可选表面活性剂，优选上述的种类。组合物基本无水，此处意即可以含有少量的水；水的含量可以是0～10wt％，适宜的是少于5wt％，优选少于2wt％，最优选不含水。以重量为计，组合物优选含有占多数量的纤维素活性上浆剂，即，至少50wt％，组合物适宜具有上浆剂含量在范围80～99．9wt％内，优选90～99．7wt％。相对于其重量百分数以上浆剂为基的分散体，纤维素衍生物可以以上述的量存在于上浆组合物中。基于上浆剂，阴离子纤维素衍生物因此可以以最多100wt％，通常0．1～20wt％，适宜0．2～10wt％和优选0．3～6wt％的量存在于组合物中。如果采用的话，表面活性剂，适宜的是阳离子表面活性剂，基于上浆剂，可以以0．1～20wt％，适宜的1～10wt％，和优选2～7wt％的量存在于上浆组合物中，其中组合物中所含的表面活性剂和阴离子纤维素衍生物的总体电荷优选是阴离子性或负性的。
本发明的上浆分散体可以以通常的方式应用在采用任何类型的纤维素纤维的纸张制造上，既可用来表面上浆，也可以是内体或浆体上浆。本发明也涉及造纸的方法，其中如上所述的水性分散体用于表面或浆体上浆。纤维素活性上浆剂，或添加到含有纤维素纤维和可选填料的浆体中，或一般在浆体压制时在纸张表面涂敷用作表面上浆，其适宜用量是0．01～1．0wt％，基于纤维素纤维和可选填料的干重，优选0．05～0．5wt％，其中用量主要由纸浆或待上浆纸的质地、纤维素活性上浆剂和希望达到的上浆度决定。
本发明的分散体在浆体具有高的阳离子需求度和／或含有显著量亲油性物质的纤维素纸浆的浆体上浆时特别有用。适宜的阳离子需求度的量级、亲油性抽提物的含量以及引入到工艺中的新鲜水的多寡如上所述。
本发明在如下的实施例中作进一步的说明，可本发明并不限于此。份数和wt％分别表示重量份数和重量百分数，除非另有说明。
No．1分散体的制备选用了一种阴离子性脂肪族酰胺改性的羧甲基纤维素(FACMC)，带有一个衍生自N-氢化牛脂基-1，3-二氨基丙烷的疏水取代基，它的制备参照WO 94／24169公开的方法。FACMC的羧基取代度为0．6，疏水取代度为0．1。分散体所含的AKD粒子的平均粒径约1μm，AKD含量为30wt％，基于AKD的FACMC的重量百分数为1．5wt％。
No．2分散体如上方法制备，只是在匀质过程中还存在一种阳离子表面活性剂，二(氢化牛脂基)二甲基氯化铵，以商品名Querton442有售，Akzo Nobel获得。分散体所含的AKD粒子的平均粒径约1μm，粒子带阴离子电荷，这一点体现在负的ξ电势上，利用Zetamaster S Version PCS测定。AKD的含量是30wt％。No．2分散体中含有3wt％的阳离子表面活性剂和1wt％的FACMC，二者都基于AKD。
按照适用于实验室规模的SCAN-C23X标准方法来制备纸张。选用的造纸浆体中含有80wt％的60∶40配比的漂白桦／松木硫酸盐和20wt％的白垩，并在其中加有0．3g／l的Na2SO4·10H2O。浆体的稠度为0．5％，pH值为8．0。上浆分散体在使用时配以工业助留和脱水体系，CompozilTM，由阳离子淀粉和一种阴离子铝改性硅溶胶组成，二者分别加入到浆体中；基于干浆体的阳离子淀粉的加入量为8kg／吨，换算成SiO2和基于干浆体的硅溶胶的加入量为0．8kg／吨。
Cobb值按照TAPPI标准的T 441 OS-63进行测定，实验结果列于表1中。AKD的投料量基于干浆体。表1分散体号AKD投料量[kg／吨]Cobb 60[g／m2]1 0．4671 0．6281 0．824参考例1 0．480参考例1 0．662参考例1 0．850表1表明，借助本发明的阴离子上浆分散体，达到了纸张上浆的改进。
重复实施例2的过程，只是浆体以沉淀法碳酸钙为填料，而不是白垩，并且基于干浆体的阳离子淀粉的用量为12kg／吨。有些实验里，为了增加浆体的阳离子需求度和亲油性物质含量，并便于创造类似于白水深度再循环的条件，在浆体中加入了10ppm的硬脂酸。结果列于表2中。表2分散体号 AKD投料量[kg／吨]硬脂酸[ppm]Cobb 60[g／m2]2 0．45 - 322 0．60 - 282 0．75 - 262 0．45 10 622 0．60 10 362 0．75 10 27参考例2 0．45 - 50参考例2 0．60 - 32参考例2 0．75 - 30参考例2 0．45 10 103参考例2 0．60 10 76参考例2 0．75 10 35从表2明显看出，同作为对比的参考例2的阴离子分散体相比，本发明的No．2分散体总体上给出更好的上浆，并且当浆体具有较高的阳离子需求度和含有显著量的亲油性物质时，可以得到大大改进的上浆效率。
权利要求
1．含有纤维素活性上浆剂和疏水改性分散剂的水性上浆分散体的用途，用于纤维素纤维上浆，通过将上浆分散体添加到含有纤维素纤维和可选填料的浆体中，浆体在网上脱水而得到含有纤维素纤维的织物，其中浆体具有至少50μeq／l母滤液的阳离子需求度。
2．权利要求1的上浆分散体的用途，其特征在于浆体的亲油性物质含量至少为10ppm。
3．权利要求1或2的上浆分散体的用途，其特征在于浆体的阳离子需求度至少为100μeq／l母滤液。
4．权利要求1、2或3的上浆分散体的用途，其特征在于浆体的亲油性物质含量至少为50ppm。
5．权利要求1、2、3或4的上浆分散体的用途，其特征在于脱水进一步产生再循环白水，可选加入新鲜水，以形成含有待脱水纤维素纤维的浆体，加入的新鲜水的量少于30吨／吨制造的干纤维素制品。
6．权利要求5的上浆分散体的用途，其特征在于加入的新鲜水的量少于10吨／吨制造的干纤维素制品。
7．前述权利要求任何一个的上浆分散体的用途，其特征在于疏水改性上浆分散剂是阴离子性的或两性的。
8．前述权利要求任何一个的上浆分散体的用途，其特征在于疏水改性上浆分散剂基于多糖。
9．前述权利要求任何一个的上浆分散体的用途，其特征在于疏水改性上浆分散剂是阴离子疏水改性的纤维素衍生物。
10．权利要求1、7、8或9的上浆分散体的用途，其特征在于疏水改性上浆分散剂含有一个6～30个碳原子的悬挂疏水基团。
11．前述权利要求任何一个的上浆分散体的用途，其特征在于上浆剂是烯酮二聚物或酸酐。
12．上浆剂的水性分散体，其特征在于它包含纤维素活性上浆剂和阴离子疏水改性纤维素衍生物。
13．权利要求12的水性分散体，其特征在于纤维素衍生物带有一个4～30个碳原子的疏水基团。
14．权利要求12或13的水性分散体，其特征在于纤维素衍生物带有一个疏水的酰胺、疏水的酯或疏水的醚取代基，取代基含有一个至少8个碳原子的饱和或不饱和的烃基链，可选在其中插入一个或多个杂原子和／或一个或多个含杂原子基团。
15．权利要求12、13或14的水性分散体，其特征在于纤维素衍生物是脂肪族酰胺改性的羧甲基纤维素。
16．权利要求12、13、14或15的水性分散体，其特征在于上浆剂是烯酮二聚物或酸酐。
17．权利要求12～16的任何一个的水性分散体，其特征在于分散体是阴离子性的。
18．纤维素纤维浆体上浆的工艺，包括将权利要求12～17的任何一个的分散体添加到含有纤维素纤维的浆体中。
19．权利要求12～17的任何一个的分散体制备的方法，包括将含水相的纤维素活性上浆剂同阴离子疏水改性的纤维素衍生物匀质化。
20．权利要求19的方法，包括制备含有纤维素活性上浆剂和阴离子疏水改性的纤维素衍生物的基本无水的组合物，并在水相的存在下匀质化此组合物。
21．一种基本无水的组合物，包含纤维素活性上浆剂和阴离子疏水改性的纤维素衍生物。
22．权利要求21的组合物，其特征在于纤维素活性上浆剂是烯酮二聚物，而阴离子疏水改性的纤维素衍生物是基于羧甲基纤维素的。
全文摘要
本发明涉及含有纤维素活性上浆剂和疏水改性分散剂的水性上浆分散体的用途,用于纤维素纤维上浆,通过将此上浆分散体加入到含有纤维素纤维及可选填料的浆体中,然后在网上将浆体脱水,而得到含有纤维素纤维的织物,其中浆体具有至少50μeq/l母滤液的阳离子需求度。本发明进一步涉及含有纤维素活性上浆剂和阴离子疏水改性纤维素衍生物的水性分散体,其制备和在造纸上的用途。本发明也涉及含有纤维素活性上浆剂和阴离子疏水改性纤维素衍生物的基本无水的组合物,其制备和在纤维素活性上浆剂的水性分散体的制备上的用途。
文档编号D21HGK1280640SQ988022
公开日2001年1月17日 申请日期1998年2月3日 优先权日1997年2月5日
发明者S·夫罗里克, E·林德伦, R·斯卡 申请人:阿克佐诺贝尔公司