沥青和粘胶物质沉积的控制方法

专利名称：沥青和粘胶物质沉积的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种消除或减少由于有机污染物在造纸处理系统的表面上沉积所造成的不利影响的方法。更具体地说，本发明涉及利用疏水改性的羟乙基纤维素和阳离子聚合物的协同组合物来抑制有机污染物在造纸设备表面上的沉积。
背景技术：
纸张生产过程是其中将从木材或再生纸张分离得到的纤维素纤维(纸浆)悬浮于水(浆料悬浮液)中，并输送至造纸机的网部，在所述网部，水从纸浆悬浮液中排出从而形成纸幅。在对造纸机上的纸幅进行随后处理的期间，纸幅的水含量随着纸页的形成和干燥而降低。在生产纸张时，纸机上的若干不同的表面与浆料悬浮液、纸幅、纸页、以及用来输送浆料悬浮液的水接触。与纸机或其各部件的表面的接触将导致生产用水中的一些污染有机材料粘附或沉积至所述表面上。在纸浆生产或处理设备内，暴露表面包括筛选工段和浓缩机。纸机部件的表面可由金属、花岗岩石、陶瓷、聚酯薄膜、聚酯、塑料、以及其它合成材料制成。这样的表面包括纸机网、毛毯、脱水板、真空箱、网前箱元件、压榨辊、织物支承辊、压光辊、刮刀、以及烘缸和织物。纸机的正常运行要求所述表面合理地免于污染物质的沉积。术语“造纸系统”和“纸张处理系统”包括所有的处理，其中包括属于纸张生产部分的纸浆生产。
在纸张处理系统中，沉积至造纸设备表面上的污染物质通常称为沥青或粘胶物质。在最严格的意义上，沥青是指任何源自木材提取物的有机物，其包括脂肪酸和酯、树脂酸、以及甾醇。用洗浆机和/或净化器在制浆厂中未除去的沥青会沉积在造纸设备的表面上。沥青沉积物可以包含其它物质，如消泡剂、施胶剂、涂料、无机组分(即碳酸钙、二氧化硅、粘土、镁、和/或钛)。
如果用来生产纸张的纤维素纤维源是再生纸，那么污染物质的沉积物可能包括被称之为粘胶物质的物质。由再生纸得到的纤维素纤维可包括来自自粘信封的大量热塑性杂质、涂料中的乳液、热熔物、聚乙烯膜、压敏粘结剂、和蜡。这些杂质组成了粘胶物质。取决于纤维素纤维(浆料)的来源，粘胶物质和沥青可以以相同的沉积物形成。粘胶物质沉积物可能包括沥青的组分以及用于造纸的化学试剂。控制粘胶物质的常用方法是使用机械和化学程序。化学程序被设计用来控制在脱墨过程的浮选阶段中未从系统中除去的污染物。用来控制污染物的化学试剂包括滑石、聚合物、分散剂、和表面活性剂。
沥青或粘胶物质的沉积对于纸张的有效生产和造纸厂的运行是有害的。沥青和/或粘胶物质沉积至暴露于浆料悬浮液或在形成纸页期间被除去的生产用水的表面上，将使该系统产生运行问题。例如，现代的造纸机有大量作为造纸机集成元件的处理监视器。在处理监视器上的沥青沉积物将使这些元件不可用。在筛网上的沥青沉积物将降低生产量并使造纸厂的运行中断。粘胶物质和沥青还会对最终纸页的质量产生负面影响。部分沉积物会从污染表面离开，进入纸幅中，并在纸页中形成斑点或其他缺陷。粘胶物质或沥青在辊子上的沉积物会在纸张表面上产生缺陷。
分散良好的、低浓度的沥青或粘胶物质的细颗粒不会造成沉积问题。然而，对于疏水颗粒存在着在气-水界面处团聚的趋势，从而形成更大的团聚材料，该团聚材料随后将沉积至造纸设备上。在表面上沥青或粘胶物质沉积的程度将受沥青或粘胶物质以及纸张处理系统的特性的影响。沥青或粘胶物质的特性或因素包括颗粒的组成和稳定性，颗粒的大小，颗粒沉积的趋势以及在系统中沥青或粘胶物质的含量。影响或有助于确定沥青沉积程度的纸张处理系统的特性包括表面的性质，其中包括对沥青的表面亲合力、温度、pH、纤维源、以及在造纸厂中水的循环程度。
由于各造纸厂的独特性，沥青和粘胶物质的控制程序是系统所特有的。典型的沥青控制策略可从添加非离子或阴离子表面活性剂开始，所述表面活性剂将稳定在白水中的沥青的胶体形式。添加稳定化学剂的目的在于维护沥青的胶体形式，由此防止在造纸机表面上形成和沉积大的团聚物。如果任何沥青胶体均形成大团聚物或沉积在表面上，可以使用强阴离子表面活性剂(称之为分散剂)来分散所述沥青。使用分散剂的负面作用在于它们会干扰某些官能化学剂如用来使胶体沥青保留在纸页中的添加剂，并影响施胶。
使沥青和粘胶物质颗粒具有更小的沉积趋势只是成功的控制程序的一个方面。在许多造纸系统中，为了使纸张生产得以继续进行，沥青和粘胶物质必须从处理液流中除去。从纸张处理系统中除去沥青或粘胶物质将避免这些污染物的浓度增加至使沉积成为问题的程度。从系统中除去沥青或粘胶物质胶体的常用策略是通过将一定的化学添加剂加入造纸生产用水中而使所述胶体粘结至纸张纤维上，由此可以促进沥青通过直接或间接的粘结而与纸张纤维缔合。
沥青和粘胶物质的非均相化学成分增加了控制的复杂性和费用。各种疏水化学剂可存在于沥青中，并且附加的疏水化学剂在纸张生产期间可与沥青结合。控制沥青的常规做法一直是作为化学制浆法的一部分添加明矾。在制浆期间形成的树脂酸皂将与明矾结合，并且这些络合物能够将沥青颗粒粘结至纤维表面上。近年来，将高度阳离子化的聚合物添加至纸张处理液流中，以便使沥青保留在纤维上。由于这种方法提供了将沥青连续地从纸张生产用水中除去的途径，因此，这是一种十分重要的方法。
某些常规的单体有机和无机化学剂在分散沥青颗粒并由此阻止其在造纸设备表面上的沉积上已显示是有效的。化合物如聚丙烯酸钠和芳基磺酸缩合物已显示可用于防止沥青沉积。
业已报道了若干不同种类的化学剂，其在控制沥青和粘胶物质的沉积上是有效的。这些化学剂包括表面活性剂、阴离子聚合物和由阴离子单体和疏水单体组成的共聚物、滑石、明矾、膨润土、硅藻土、淀粉、动物胶、凝胶和其它的蛋白质、以及一些高度阳离子化的聚合物。其它的物质包括聚合的N-乙烯基内酰胺、二甲苯磺酸-甲醛缩合物、以及它们的盐、水溶性双氰胺-甲醛缩合物、以及某些水溶性非表面活性的阳离子季铵盐。已经使用壬基酚乙氧基化物来抑制沥青在造纸系统中的沉积。
欧洲专利申请599440公开了沥青分散剂组合物，其包含非离子表面活性剂和水溶性阳离子聚合物的混合物。
欧洲专利申请EP 0568229A1公开了HMHEC(疏水改性的羟乙基纤维素)以及相关的分子在防止沥青和粘胶物质的沉积方面是有效的。然而，该申请仅提供了HMHEC在阻止沉积上是有效的证明。
由Shetty等人报道的结果(Tappi J.77，1091，1994)教导了通过添加一定的阳离子聚合物至纤维配料中来如何实现沥青控制。例如，聚-DADMAC聚合物将促进沥青颗粒的聚结，使其保留在纸张中。
现有技术的教导是在不影响沥青留着率的同时，某些化学剂的混合物能够有效地阻止沥青的沉积。例如，Dreisbach等人(US专利No.5,074,961)指出在不负面地影响施胶、细颗粒留着率、或沥青留着率的同时，选自甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羧甲基甲基纤维素和甲基羟丁基甲基纤维素的水溶性纤维素醚能够有效地阻止沥青沉积。此外，还公开了所述纤维素醚将使沥青絮凝并留着。
现有技术还教导在增加沥青留着率的同时，某些化学剂能够结合使用以减少沥青的沉积。Nguyen(US专利No.5,723,021)指出聚乙烯醇、高分子量凝胶、和阳离子聚合物的混合物将使沉积物减少，并增加沥青在纸张处理系统中的留着率。
发明概述业已发现，当将疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)和阳离子聚合物添加至纤维素纤维浆液(纸浆)或纸张处理系统或造纸系统中时，与单个成分的抑制作用相比，显示更高程度的抑制有机物沉积和在造纸纤维上更高程度的沥青留着率。HMHEC和阳离子聚合物的结合在协同效应方面产生了令人惊奇的效果。由于利用HMHEC和某些阳离子聚合物的组合而增加的活性，因此，可以减少沉积抑制剂和助留剂的总量。
附图概述

图1聚胺A的浓度对吸光度(沉积)的影响。
图2聚胺A对浊度的影响。
图3HMHEC对吸光度的影响。
图4HMHEC对浊度的影响。
图5聚胺A和HMHEC结合的影响。
图6聚胺的百分数对吸光度的影响。
图7HMHEC和聚胺A对造纸厂白水中沥青沉积的影响。
图8聚胺A和HMHEC的结合对含0.75％纸浆的造纸厂白水的浊度的影响。
发明详述本发明涉及不同成分的协同组合以及抑制来自纸浆的有机污染物沉积至制浆造纸系统中造纸设备表面上的方法，所述方法包括向纸浆或造纸机械表面上添加有效量的抑制沉积的不同成分的组合物，所述成分包含疏水-改性的羟乙基纤维素(HMHEC)和阳离子聚合物。HMHEC和阳离子聚合物的结合将产生协同效应。
有机污染物包括存在于纸浆(新鲜浆、循环浆或其组合)中并且具有形成沉积物的可能而由此降低造纸机性能或纸张质量的成分。有机污染物不仅包括沥青而且还包括粘胶物质。有机污染物的例子包括但不局限于可能沉积在造纸系统中的天然沥青，如脂肪酸、树脂酸、它们的不溶性盐、脂肪酸酯、甾醇、蜡、粘合剂、乳液、施胶剂和消泡剂。
在本发明中使用的所述成分之一是疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)。HMHEC是基于羟乙基纤维素(HEC)底物的一类化合物的一般性描述，其不同之处在于所连接的n-烷基部分，疏水基的数量，以及纤维素底物和所连接部分之间键的种类。HMHEC通常通过化学地将疏水n-烷基部分引至HEC上而由HEC制备，所述烷基部分通常具有2个至不大于20个碳原子。所述疏水基可为线性的或支链的并且通过醚或酯键连接至纤维素上。所引入的疏水基的量取决于预定的用途。HMHEC的化学和物理特性由疏水基中的碳原子数，疏水基数量，以及连接疏水基至HEC底物的键的种类确定。
HMHEC可在各种场合应用，包括但不局限于，照相纸、作为持续释放聚合物一部分的药物应用、粘度稳定剂、乳胶漆的增稠剂、作为清洁组合物中的增稠剂、以及用于含纸张施胶剂的稳定分散体。
本发明说明了与阳离子聚合物一起使用的、作为沉积抑制程序一部分的HMHEC，所述程序包括阻止污染物的沉积和使污染物留着在造纸纤维上。因此，本发明提供了阻止沥青沉积和使其留着的方法，因此，沥青能够从纸张处理系统中除去。
本发明疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)成分的实例可商购获得，如以液化聚合物的形式得自Aqualon Company(Wilmington，DE)，其商品名为Natrosol TM Plus 330 FPS。
HMHEC可以有从约2个碳原子长度至约22个碳原子长度的疏水基。优选疏水基的长度为4-22个碳原子，6-22个碳原子，8-22个碳原子，6-20个碳原子，或8-20个碳原子。
用于本发明的HMHEC的量根据纤维素纤维的来源而改变。优选的用量为0.5ppm至约50ppm。所述用量至少为约0.5ppm，或至少约1ppm，或至少约2ppm，或至少约3ppm，或至少约4ppm，或至少约5ppm，或至少约6ppm，或至少约10ppm，或至少约20ppm。该用量可高达40ppm或高达50ppm，或高达100ppm，或高达200ppm。
本发明的第二个成分是阳离子聚胺-基聚合物。聚胺及相应的聚合物经常用于纸张生产中，常常用来改善纸张的干强度(参见US专利No.3,840,489)。由于聚胺对纤维素纤维起直接作用，因此其可用来提高纸张的干强度。
某些聚胺及相应的聚合物经常用于纸张生产中，经常用来改善纸张的干强度。这些聚胺也可用于本发明。由于聚胺对纤维素纤维起直接作用，因此其可用来提高纸张的干强度。这样的阳离子聚合物通常是质子化聚合物或季铵聚合物，如表卤代醇和一种或更多种胺之间的反应产物；由包含胺或季铵基团的烯键式不饱和单体衍生得到的聚合物；以及由丙烯酰胺和烯键式不饱和阳离子单体的反应所产生的丙烯酰胺共聚物。所述阳离子聚合物可由表卤代醇，优选由表氯醇与二甲胺、乙二胺、和聚烯多胺的反应得到。优选的阳离子聚合物包括表卤代醇与二甲胺、二乙胺、或甲基乙基胺的反应产物。更优选的阳离子聚合物包括聚胺和聚乙烯亚胺(PEI)。
用于本发明的阳离子聚合物包括由阳离子单体和丙烯酰胺的共聚合而产生的聚合物。用于该共聚合的典型的阳离子单体包括但不局限于氨基烷基丙烯酸酯和它们的季铵盐(用如氯代甲烷、硫酸二甲酯、苄基氯等等的季铵化剂季铵化的)；氨基烷基甲基丙烯酸酯和它们相应的季铵盐；氨基烷基丙烯酰胺和它们相应的季铵盐；氨基烷基甲基丙烯酰胺和它们相应的季铵盐；二烯丙基二烷基铵盐单体；乙烯苄基三烷基铵盐等等。
用于制备阳离子聚合物的阳离子单体和丙烯酰胺的混合物也可用于本发明。本发明还预计可以使用阳离子单体的均聚物，以及没有丙烯酰胺的阳离子单体的混合物的共聚物。可用于本发明阳离子聚合物的阳离子单体的非-限定性实例包括二烯丙基二乙基氯化铵；二烯丙基-二甲基氯化铵(DADMAC)；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(AETAC)；甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(METAC)；甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)；丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(APTAC)；丙烯酰氧乙基三甲基硫酸二甲铵(AETAMS)；甲基丙烯酰氧乙基三甲基硫酸二甲铵(METAMS)；丙烯酰氧乙基二乙基甲基氯化铵；甲基丙烯酰氧乙基二乙基甲基氯化铵；甲基丙烯酰氧乙基二乙基甲基氯化铵；以及甲基丙烯酰氧乙基二乙基甲基氯化铵。
用于本发明的阳离子聚合物，其分子量至少约50000或至少约100000或至少约200000。所述分子量可高达2000000或1500000或1000000或750000或5000000。一个优选的范围为约100000至约1000000。另一优选的范围为约200000至约750000。
用于本发明的阳离子聚合物的量根据纤维素纤维的来源而改变。优选的用量为0.5-约50ppm。所述用量至少约0.5ppm，或至少约1ppm，或至少约2ppm，或至少约3ppm，或至少约4ppm，或至少约5ppm，或至少约6ppm，或至少约10ppm，或至少约20ppm。该用量可高达40ppm或高达50ppm，或高达100ppm。
HMHEC相对于阳离子聚合物的用量可根据待处理系统而改变。HMHEC阳离子聚合物的优选比例为从约1∶10至10∶1。其它范围为从1∶6至6∶1和从3∶1至1∶3。另外的优选范围包括1∶1至10∶1和1∶1至6∶1。
本发明的各成分可以与其它制浆造纸添加剂相容。这些添加剂可包括淀粉、填料、二氧化钛、消泡剂、湿强沥青以及施胶助剂。
本发明的各成分可同时或顺序地在任何阶段添加至造纸系统中。它们可以直接添加至纸浆配料中或通过网前箱间接添加至配料中。另外还可以将各成分喷至遭遇沉积的表面，如造纸网，压榨毛毯，压榨辊，以及其它有沉积倾向的表面上。
本发明的各成分可以以粉末、浆液或溶液的形式添加至造纸系统中；各成分优选的主要溶剂是水，但并不局限于水。优选的输送方法是在其输送进入处理系统中之前，用足以使HMHEC部分或完全溶解的时间，用水对HMHEC进行稀释。以在生产用水中或造纸设备表面上得到有效浓度的速率同时或顺序地加入阳离子聚合物。本发明各成分的组合物可根据具体情况添加或仅添加至确认包含污染物的配料中。本发明各成分的组合物可添加至其中至少一种纸浆包含污染物的混合纸浆中。所述组合物可以在出现沉积问题之前的任何位置并且当出现多于一个沉积位置时在多于一个位置处添加至浆料中。另外，还可以采用上述添加方法的组合单独地添加HMHEC或阳离子聚合物，添加纸浆厂浆料，向纸机配料中添加，或同时喷至造纸网和毛毯上。各成分可同时或顺序添加。可首先添加HMHEC，然后添加阳离子聚合物，或者可首先添加阳离子聚合物然后添加HMHEC。
与现有的方法相比，本发明有若干优点。这些优点包括在增加沥青在纤维上的留着率的同时降低沥青的沉积，能够在不明显影响系统中水硬度的情况下起作用；能够在不负面影响施胶剂和细小纤维留着率的情况下起作用；能够在很小剂量下起作用；减少了对环境的影响；并且改善了生物降解性。
如下所列的数据证明了本发明的协同效应。下面的实施例用来阐明本发明的一些实施方案，但不应当认为是对本发明范围的限定。
实施例实施例1本实施例表明了本发明怎样来控制纸浆悬浮液中的沥青。对沉积至表面上的沥青量和留着在纸浆上的量进行测量。这两个测量值表明是通过减少沥青沉积量的处理程序控制沥青，还是通过沥青在纸浆上的留着而减少沉积并清洁系统的处理程序控制沥青。最优选的处理程序将实现高百分比的沉积物减少，以及高百分比的浊度减少。
将聚丙烯膜浸于0.5％(w/v)浓度的硫酸盐纸浆中，所述纸浆包含350ppm的实验室沥青乳液。将纸浆液贮存于玻璃烧杯中，并通过以300rpm旋转的磁性搅拌棒进行搅拌。将所述玻璃烧杯置于50℃的水浴中。所述浆液(pH＝6.0)包含0.5％的阔叶木硫酸盐纤维，350ppm的含脂肪酸、树脂酸和脂肪酸酯(比例2∶4∶3)的实验室沥青以及200ppm的钙(以由氯化钙的钙表示)。将固定在塑料框中的一片聚丙烯膜浸于纸浆液中45分钟。培养45分钟后，用去离子水对膜进行轻轻地清洗以除去纸浆纤维，并进行风干。然后，进行第一测量，其中，利用UV-Vis分光光度计(于200nm)，通过在膜上6个不同位置的吸光度进行测量而测定聚丙烯膜上沥青的沉积量。200nm处的平均吸光度是总沉积的量度。
第二测量确定被纸浆留着的沥青量。在该测量中，在取出薄膜之后，以3733rpm的速度在MSE Mistral 200中使纸浆液离心分离。这将提供500xg的力。业已发现，500xg的离心力对于从水中分离纤维素纤维同时使较小的颗粒悬浮是最佳的。然后收集不含纤维的水样并测量水的浊度。
在第一系列的实验中，测量单独添加聚胺A和HMHEC(疏水改性的羟乙基纤维素)以及一起添加的作用。聚胺A是由二甲胺、表氯醇和乙二胺制得的阳离子聚胺，Mw＝500000，以Zenix DC7479得自Hercules Incorporated Wilmington，DE，HMHEC以Natrosol Plus331得自Aqualon Inc.，Wilmington，DE。由图1可以清楚地看出，当添加至测试系统中聚胺A的量增加时，在聚丙烯膜上的沉积将减少，但是，当浓度增加至大于1ppm时，沉积量将增加直至聚胺A浓度达到5ppm。在聚胺A浓度为5ppm以上，沉积量将减少至聚胺A为1ppm时检测的水平。
聚胺A对浊度的影响与对沉积的影响相比较为简单，如图2所示。随着聚胺浓度的增加，浊度将迅速下降，直至5ppm为止，在5ppm以上，浊度只有微小的下降。
如图3所示，由HMHEC处理所致的吸光度改变示出了由变位点表征的响应。当浓度增加至6ppm时，吸光度急剧下降，这表明沉积得以有效的抑制。在6ppm以上增加浓度时对沉积几乎没有影响。
如图4所示，HMHEC对浊度的影响显示出了相反的作用。当HMHEC的浓度增加时浊度将明显增加。在10ppm以上，随着加入更多的HMHEC，沉积的增加速率比10ppm或更低时检测到的增加速率低得多。
业已进行了一系列的研究，以证明在测试系统中添加HMHEC和聚胺A对沉积和浊度的影响。首先确定未经处理系统中吸光度和浊度值的基线。对于13个独立试验而言，获得了平均值为0.82的吸光度(200nm)和182的浊度值。然后，将平均吸光度和浊度值与一定浓度范围的聚胺A和HMHEC的结果进行对比。进行对比的方法是利用图1-4中描述的剂量-响应关系的方程，以预测聚胺A和HMHEC的所选浓度对吸光度和浊度的影响。如果两种物质以加和的方式起作用，其对浊度和沉积的影响将是单独影响之和。如果其影响小于预测的影响的话，两种物质将以相反的方式起作用。相反，如果所测得的影响大于预测的影响的话，可能存在协同效应。
1ppm的聚胺A将使吸光度最大程度的下降(参见图1)，并且使浊度明显下降。因此，选择1ppm聚胺A对一系列HMHEC的浓度进行测试(参见表1)，并将测试结果与未处理的对比例进行对比。
表1.在沥青控制试验中，聚胺A和HMHEC的所选浓度对吸光度和浊度值的影响

如图5所示，所试验的HMHEC的浓度为1、2、3、4和5ppm。当HMHEC的浓度从1ppm增加至5ppm时，在预测值与实际吸光度读数的图形中存在着意想不到的分歧。这表明，除了所添加物质总量和/或所添加活性物质的比率对沉积变化的影响以外，这两种物质在某些浓度范围内以加和的方式相互起作用。
对活性物质的其它浓度和比率进行测试，以更准确地评估在HMHEC和聚胺A之间对沉积影响的性质。试验的结果列于表2中。
表2.在沥青沉积试验中，聚胺A和HMHEC的所选浓度和比率对预测值和实测值的影响

利用下面公式计算吸光度值。
对于聚胺A吸光度＝-0.0361x3+0.3135x2-0.5418x+0.7741，式中x＝ppm聚胺A。
对于HMHEC吸光度＝-0.1375x+0.972，式中x＝ppm HMHEC。
**其值利用以下公式计算以于聚胺A浊度＝59.85x-07473，式中x＝ppm聚胺A。
对于HMHEC浊度＝85.674Ln(x)+188.56式中x＝ppm HMHEC。
当与联合处理的实际组合物相比时，列于表2的数据将更为明显地证明聚胺A和HMHEC组合在试验系统中的协同效应。例如，在图6中，针对整个处理中聚胺A的百分比，对列于表2中的预测值和实际值进行对比。在这种情况下，当聚胺A在联合处理中的百分比增加时，预测值与实际值的分歧将增加。当聚胺A的比例增加时，联合处理程序将明显地更为有效。
实施例2为了确定是否除了聚胺A以外的聚胺也能够有效地与HMHEC结合使用，对其它物质进行了试验。如表3所示，分子量约等于50000的聚胺B当与HMHEC结合使用时没有显示协同效应。
表3.在沥青沉积试验中聚胺B对吸光度和浊度值的影响

实施例3从美国南部的新闻用纸厂获得白水，和热法机械浆(TMP)的试样。TMP由南方松制得，所述木材的特征在于具有高抽提物含量。在亚硫酸氢盐漂白并添加明矾之后收集纸浆试样。白水也包含明矾和其它处理化学剂。TMP和白水试样冰冻贮存并在进行沉积试验之前立即解冻。TMP用白水稀释至0.75％的浓度。如实施例1所述进行沉积试验，所不同的是，培养期从45分钟增加至4小时并且pH为4.7。将试验结果列于表4和图7及8中。如图7所示，除了四个数据点(由未填充的菱形表示)以外，对于所有组合物，预测的吸光度值均明显大于实际测量值。在预测值之上的四个组合物均包含较低的聚胺A浓度(例如5或10ppm)。
表4.在利用造纸厂白水和纸浆的沥青沉积试验中，聚胺A和HMHEC对吸光度和浊度的影响

如图8所示，利用聚胺A和HMHEC的所选组合物进行处理的造纸厂白水，其浊度预测值明显大于实际测量值。
如表4、图7以及图8所示，与单独添加可比较量的活性物质相比，将HMHEC和聚胺A添加至造纸厂白水试样中将使沉积更少并且留着率进一步得以改善。图7和图8表明，所添加活性物质的总量和两种活性物质的比例对于结果是很重要的。HMHEC对聚胺A的优选比例在约1∶1-约10∶1的范围内(参见图8)，但应当理解的是，其它比例也将是有效的。
尽管已根据特定的实施方式对本发明进行了描述，但很明显的是，本发明的许多其它的形式和改进对于本领域熟练技术人员来说将是显而易见的。所附的权利要求书应理解为覆盖在本发明实际精神和范围内的所有明显的形式和改进。
权利要求
1.在制浆造纸系统中抑制有机污染物沉积的方法，所述方法包括用下列物质对制浆造纸系统进行处理a)疏水改性的羟乙基纤维素；和b)阳离子聚合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水改性的羟乙基纤维素的疏水基的长度在8-22个碳原子之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阳离子聚合物的分子量在100,000和1,000,000之间。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述阳离子聚合物的分子量在200,000和750,000之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述疏水改性的羟乙基纤维素与所述阳离子聚合物的比例在约1∶10-约10∶1的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述疏水改性的羟乙基纤维素和所述阳离子聚合物以在载体溶剂中的形式输送至制浆造纸系统中，或输送至纸浆中。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述载体溶剂是水。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述疏水改性的羟乙基纤维素和所述阳离子聚合物以粉末或浆液的形式输送至制浆造纸系统中，或输送至纸浆中。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，借助喷雾将所述疏水改性的羟乙基纤维素和所述阳离子聚合物加入至制浆造纸系统中，或加入至纸浆中。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述疏水改性的羟乙基纤维素和所述阳离子聚合物喷至造纸机网，纸机用毛毯，纸机压辊或易于沉积的其它表面上。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，与配料一起将所述疏水改性的羟乙基纤维素和所述阳离子聚合物加入至制浆造纸系统中或纸浆中。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，有机污染物的沉积发生在制浆造纸系统的表面上，或暴露于白水或浆料悬浮液的再制浆系统的表面上。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，与其它造纸处理剂一起将所述疏水改性的羟乙基纤维素和所述阳离子聚合物加入至造纸系统。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述疏水改性的羟乙基纤维素和所述阳离子聚合物加入至纸机浆料中，或直接添加至易于被污染的表面上。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述的表面选自造纸机网和造纸机湿毯。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，在添加所述阳离子聚合物之前，将疏水改性的羟乙基纤维素添加至所述系统中。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，在添加所述疏水改性的羟乙基纤维素之前，将所述阳离子聚合物添加至所述系统中。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，同时将所述阳离子聚合物和所述疏水改性的羟乙基纤维素添加至所述系统中。
全文摘要
本发明公开了一种沥青和粘胶物质的控制方法。所述方法包括将疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)和阳离子聚合物添加至纤维素纤维浆液(纸浆)中、或添加至纸张处理过程或造纸系统中；结果是，当与单独成分的抑制作用相比，更高程度地抑制有机物的沉积并使沥青更高程度地留着在造纸纤维上。HMHEC和阳离子聚合物的结合在协同效应方面产生了令人惊奇的效果。
文档编号D21H17/26GK1795306SQ200480014111
公开日2006年6月28日 申请日期2004年5月18日 优先权日2003年5月23日
发明者里特·范德施特格, 雷蒙德·克尔胡伊斯, 弗蕾迪·L.·辛格尔顿 申请人:赫尔克里士公司