专利名称：纸的生产的制作方法
纸的生产本发明涉及含有脒基团的两性共聚物用作增加纸的初始湿纸幅强度的试剂的用 途。初始湿纸幅强度是指从未干燥过的湿纸的强度。其是造纸中通过造纸机的网部和 压榨部后存在的湿纸的强度。所述湿纸通常包含约50%的水。应将初始湿纸幅强度与纸的湿强度及纸的初始湿强度区别开，因为后两种性质是 对干燥后润湿至确定水含量的纸测量的。所述初始湿强度是评估不具有永久湿强度的纸的 重要参数。干燥后再润湿的纸与刚通过造纸机网部和压榨部后存在的湿纸相比具有非常不 同的、湿强度。M. Schwarz 禾P K. Bechtel 在 Wochenblatt f Ur Papierfabrikationl31，第 950-957页 Q003)No. 16 中的文章“Initiale Gef ugefestigkeit bei der Blattbildung" 中给出了所述初始湿纸幅强度及其在造纸中的重要性的详细描述。对进一步加快造纸机速度的方法的一个决定性限制因素是所述初始湿纸幅强度。 其限制可施加于刚在造纸机中形成、已通过造纸机的网部和压榨部并且已经转移至干部的 纸的最大可施用力。此处，所述纸必须与压榨辊剥离。为了能够确保造纸机的无撕裂运行， 在此点上施加的剥离力必须大大小于所述湿纸的初始湿纸幅强度。所述初始湿纸幅强度的 增加使得可施加更高的剥离力并因此可使造纸机快速运行，参见EP-B-O 780 513。已知所述初始湿纸幅强度可通过增加在生产过程中处于压榨部和干部之间位置 上的纸的固体含量而增加。然而，其中基本上所有的用于实现所述初始湿纸幅强度进一步 增加的机械工程可能措施都已经被详尽地研究过。即使是通过用于增加滤水的添加剂而提 高在生产中此位置上的固体含量的可能性也受到限制，因为必须确保在同时所得到的纸的 形成良好。至今尚无对可在不增加固体含量的情况下通过添加剂的添加而直接影响纸的初 始湿纸幅强度的方法的描述。W0-A-04/087818,W0-A-05/012637 和 W0-A-2006066769 描述了至少部分涂覆以聚
合物的细分散填料的含水浆体，所述含水浆体是可通过用至少一种水溶性两性共聚物处理 细分散填料的含水浆体而得到的，所述水溶性两性共聚物包含具有6元环的脒。这些浆体 可使纸中的填料含量增加同时保留所述纸的性能，特别是干强度。在先申请EP 07 111 859. 0和EP 07 111 617. 2还公开了，纸的填料含量可通过 在用于造纸过程之前用上述聚合物预处理填料而增加，所述预处理在溶胀淀粉或胶乳的存 在下另外进行。JP-A 08059740公开了 将两性水溶性聚合物加入无机颗粒的水悬浮液中，其中 至少部分聚合物被吸附到所述填料表面上。所述两性聚合物优选地通过N-乙烯基甲酰胺、 丙烯腈和丙烯酸的共聚物在酸的存在下的水解而制备。它们包含20-90摩尔％的具有5元 环并具有如下结构的脒单元
其中R1和R2各自为H或甲基，η为整数并且X为阴离子。在含填料纸的生产中将 用所述聚合物处理的填料浆体加入造纸浆料中。所述填料处理导致所述造纸浆料的滤水改 善并且导致干燥纸的各种强度性能的改善和填料留着率的改善。此外，ΕΡ-Α-0528409和DE-A-4328975还描述了包含具有5元环的脒的弱两性聚合 物。它们在第一篇申请中用作絮凝剂，在第二篇申请中用作造纸添加剂。然而，在两篇申请 中均提到，阴离子结构单元比例有损效率并因此通常应少于5摩尔％，参见EP-A-0528409 第5页第41行及以下和DE-A-4328975第6页第0027段。所述出版物均未提及通过在造纸中使用包含脒单元的两性聚合物来影响所述初 始湿纸幅强度。本发明的目的是增加在纸的生产中转移至干部之前仍然潮湿的纸幅的初始湿纸 幅强度，以实现造纸过程中与已知方法相比更高的机器速度。该目的，根据本发明，通过使用水溶性两性共聚物作为增加纸的初始湿纸幅强度 的试剂而实现，所述共聚物可通过如下组分的共聚a)至少一种如下通式的N-乙烯基甲酰胺
R2
CH2=CH-N-(I),
CO-R其中R1和R2各自独立地为H或C1-C6烷基，b)至少一种选自以下的单体(bl)单烯键式不饱和磺酸、膦酸、磷酸酯及它们的衍生物，和(b2)单烯键式不饱和一元羧酸和二元羧酸，其盐和二元羧酸酐，c)如果合适，至少一种不同于组分(a)和(b)的单烯键式不饱和单体，以及d)如果合适，至少一种在分子中具有至少两个烯键式不饱和双键的化合物，条件是所述单体混合物包含至少一种具有至少一个游离酸基和/或一个盐形式 的酸基的单体(b)，并且随后从以聚合单元形式纳入所述共聚物的单体(a)中部分或完全水解基 团-CO-R1而获得。所述纤维的处理在例如高浓度浆料和/或低浓度浆料中在造纸过程中进行，其中 在低浓度浆料中预处理纤维是优选的。高浓度浆料具有例如大于15克/升的纤维浓度，例 如25-40克/升至最高60克/升，而低浓度浆料具有例如小于15克/升的纤维浓度，例如 5-12克/升。水解的共聚物包含如下结构单元脒
权利要求
1.水溶性两性共聚物用作增加纸的初始湿纸幅强度的试剂的用途，所述水溶性两性共 聚物可通过如下组分的共聚a)至少一种如下通式的N-乙烯基甲酰胺
2.权利要求1的用途，其中用于处理纤维的共聚物可通过如下组分的共聚获得a)基于用于所述聚合的单体的总重计，1-99重量％的至少一种如下通式的N-乙烯基 甲酰胺
3.权利要求1或2的用途，其中用于处理纤维的共聚物可通过如下组分的共聚获得a)基于用于所述聚合的单体的总重计，5-95重量％的至少一种如下通式的N-乙烯基 甲酰胺
4.权利要求1-3中任一项的用途，其中用于处理纤维的共聚物可通过如下组分的共聚a)N-乙烯基甲酰胺，b)丙烯酸、甲基丙烯酸和/或它们的碱金属盐或铵盐，以及c)如果合适，其他单烯键式不饱和单体并且随后消去共聚物中的-CO-R1基团并形成如下单元而获得和/或脒单元(II-V)(II)(III)(IV)(V)在所述脒单元(II)-(V)中，Γ均为阴离子并且式II-VI中的取代基R1和R2均具有式 I中所述含义。
5.权利要求1-4中任一项的用途，其中用于处理纤维的共聚物包含如下以聚合单元形 式纳入的组分(i) 1-98摩尔％的乙烯基甲酰胺单元，( ) 1-98摩尔％的单烯键式不饱和磺酸、膦酸、磷酸酯、它们的衍生物的单元或单烯键 式不饱和一元羧酸和二元羧酸、它们的盐和二元羧酸酐的单元，(iii)l-98摩尔％的式(VI)的乙烯胺单元以及/或者式(II)和/或(III)的脒单元，以及(iv)最多50摩尔％的其他单烯键式不饱和化合物的单元。
6.权利要求1-5中任一项的用途，其中用于处理纤维的共聚物包含(i)5-70摩尔％的乙烯基甲酰胺单元，(ii)3-30摩尔％的单烯键式不饱和磺酸、膦酸以及它们的盐的单元或者5-45摩尔％ 的丙烯酸、甲基丙烯酸单元以及它们的盐和混合物的单元，以及(iii)10-60摩尔％的盐形式的式VI的乙烯胺单元以及/或者式(II)和/或(III)的脒单元。
7.权利要求1-6中任一项的用途，其中用于处理纤维的共聚物包含(i)5-70摩尔％的乙烯基甲酰胺单元，(ii)5-45摩尔％的丙烯酸、甲基丙烯酸、它们的盐和混合物的单元，以及(iii)10-60摩尔％的盐形式的式VI的乙烯胺单元以及/或者式(II)和/或(III)的脒单元。
8.权利要求1-7中任一项的用途，其中将所述水溶性两性共聚物以基于干纤维计 0. 01-1. 00重量％的量加入高浓度浆料和/或低浓度浆料中。
9.权利要求1-8中任一项的用途，其中将所述水溶性两性共聚物加入低浓度浆料中。
10.权利要求1-9中任一项的用途，其中将所述水溶性两性共聚物加入高浓度浆料和/ 或低浓度浆料中，然后加入填料。
全文摘要
本发明涉及水溶性两性共聚物的用途，所述水溶性两性共聚物可通过如下组分的共聚a)至少一种通式I的N-乙烯基羧酸酰胺其中R1和R2独立地为H或C1-C6烷基，b)至少一种选自以下的单体(b1)单烯键式不饱和磺酸、膦酸、磷酸酯及它们的衍生物，和(b2)单烯键式不饱和一元羧酸和二元羧酸，其盐和二元羧酸酐，c)任选地，至少一种不同于组分(a)和(b)的单烯键式不饱和单体，以及d)任选地，至少一种在分子中具有至少两个烯键式不饱和双键的化合物，条件是所述单体混合物包含至少一种具有至少一个游离酸基和/或一个离子形式的酸基的单体(b)，并且随后从聚合入所述共聚物的单体(a)中部分或完全水解基团-CO-R1而获得。本发明的共聚物用作增加纸的初始湿纸幅强度的试剂。
文档编号D21H21/20GK102076910SQ200980124172
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月9日 优先权日2008年6月24日
发明者A·埃瑟尔, H-J·哈诺 申请人:巴斯夫欧洲公司