用于干部强度的湿部化学品的制作方法
【专利说明】用于干部强度的湿部化学品
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 不适用。
[0003] 关于联邦赞助的研究或开发的声明
[0004] 不适用。
[0005] 发明背景
[0006] 本发明涉及使用一种工艺来改进纸的干强度的组合物、方法以及设备，所述工艺 即用增强剂的组合处理纸浆。
[0007] 例如在美国专利8, 465, 623、7, 125, 469、7, 615, 135和7, 641，776以及美国专利申 请13/962, 556中所描述，许多材料用作有效的湿部干增强剂。这些干增强剂可以添加至浆 液中来增加所得纸片的抗张力强度特性。然而，由于具有助留剂，所以它们必须同时允许从 浆液中自由滤水并且还必须不干扰或以其它方式降低所得纸产品中存在的其它添加剂的 有效性。
[0008] 维持高水平的干强度对许多造纸商来说是关键参数。获得高水平的干强度可以允 许造纸商制造要求更大干强度的高性能等级的纸，使用更少或更低等级的浆料配料来实现 给定强度目标，通过减少机器上的断裂来提高生产率，或减少精炼次数并且由此减少能源 成本。造纸机的生产率常常由成形丝网上纸纤维浆液的滤水率决定。因此，给出高水平干 强度同时增加机器上滤水的化学制品是高度需要的。
[0009] 例如在美国专利7, 740, 743、3, 555, 932、8, 454, 798和美国公开专利申请 2012/0186764、2012/0073773、2008/0196851、2004/0060677 以及 2011/0155339 中所描述， 已知许多组合物如含有乙二醛化丙烯酰胺的聚合物在添加至纸浆时能够给出优异的干强 度。美国专利5, 938, 937教导了可以制出含有阳离子酰胺的聚合物的水性分散体，其中所 述分散体具有高无机盐含量。美国专利7, 323, 510教导了可以制出含有阳离子酰胺的聚合 物的水性分散体，其中所述分散体具有低无机盐含量。欧洲专利号1，579, 071B1教导了添 加含有乙烯胺的聚合物和乙二醛化聚丙烯酰胺聚合物两者会使纸产品的干强度显著增加， 同时还会提高造纸机的滤水性能。这种方法还显著增强了由此产生的纸产品的永久湿强 度。已知许多阳离子添加剂但尤其是含有乙烯胺的聚合物会负面地影响光学增亮剂（0BA) 的性能。这可能会阻止这种方法应用到含有0BA的纸的等级中。美国专利6, 939, 443教导 了聚酰胺环氧氯丙烷（PAE)树脂与具有特殊电荷密度和分子量的阴离子聚丙烯酰胺添加 剂的组合使用可以增强纸产品的干强度。然而，这些组合要求使用最佳用量以上的添加剂 并且有时要在困难或繁琐的环境下进行实践。因此，在用于增加纸的干强度的新方法中存 在明确的效用。
[0010] 在本部分中描述的这些技术并不意图构成一个许可：本文涉及的任何专利、出版 物或其它信息相对于本发明来说是"现有技术"，除非同样特别指出。此外，本部分不应被理 解为意指检索已被作出或者不存在如37CFR§ 1. 56(a)中规定的其它相关信息。
[0011] 发明概述
[0012] 为了满足上述长期存在但未解决的需要，本发明的至少一个实施方案涉及一种增 加纸基质的干强度的方法。所述方法包括将GPAM共聚物添加至纸基质的步骤，其中在所述 基质穿过筛子之后，但在所述基质进入流浆箱前不到10秒时在造纸工艺的湿部中发生所 述添加，所述GPAM共聚物由具有5kD至15kD平均分子量的AcAm-AA共聚物中间体制成，并 且所述GPAM共聚物具有0. 2MD至4MD的平均分子量。
[0013] 可以在RDF添加至所述纸基质之后添加所述GPAM。GPAM中间体的平均分子量可 以是在5kD与10kD之间。GPAM中间体的平均分子量可以是在6kD与8kD之间。所述中间 体可以具有在〇. 03与0. 20之间的m值（图4)。
[0014] 所述纸基质在GPAM添加之前可以经受絮凝作用，这导致接点处形成彼此接触的 絮凝体并且在所述絮凝体之间界定界面区域。添加的大部分GPAM可以定位在接点处并且 低至0%的GPAM位于每个形成的絮凝体的体积的中心80%内。实质上，GPAM不可能位于每 个形成的絮凝体的体积的中心80%内。
[0015] 所述纸基质可以包含填料颗粒。所述纸基质可以具有比经过类似处理的纸基质更 大的干强度，在所述类似处理中，接触GPAM不到10秒。所述纸基质可以具有比经过类似处 理的纸基质更大的干强度，在所述类似处理中，GPAM由具有更大分子量的中间体制成。所 述纸基质可以具有比经过类似处理的纸基质更大的干强度，在所述类似处理中，GPAM具有 更大的分子量。
[0016] 本发明的至少一个实施方案涉及一种增加纸基质的干强度的方法。所述方法包括 将增强剂添加至纸基质的步骤，其中：在所述基质穿过筛子之后，但在所述基质进入流浆箱 前不到10秒时在造纸工艺的湿部中发生所述添加。
[0017] 本发明的至少一个实施方案涉及一种增加纸基质的干强度的方法。所述方法包括 将GPAM共聚物添加至纸基质的步骤，其中：所述GPAM共聚物由具有6kD至8kD平均分子量 的AcAm-AA共聚物中间体制成，所述GPAM共聚物具有0. 2MD至4MD的平均分子量。
[0018] 其它特征和优点在本文中被描述，并且将从以下详细描述变得清楚明白。
[0019] 附图简述
[0020] 在下文中具体参考附图描述了本发明的详细说明，其中
[0021] 图1是根据本发明的纸絮中增强剂颗粒分布的图。
[0022] 图2是本发明涉及的造纸工艺的一个可能的实施例的图。
[0023] 图3是根据现有技术的纸絮中增强剂颗粒分布的图。
[0024] 图4是制作改性的GPAM共聚物的一种方法的图。
[0025] 图5是根据本发明的单个纸絮中增强剂颗粒分布的图。
[0026] 出于本公开的目的，除非另外指出，否则附图中的相同的参考编号应指代相同的 特征。附图仅是本发明原理的范例并且不意图将本发明限制于所说明的具体实施方案。
[0027] 发明详述
[0028] 以下定义被提供来确定本申请中使用的术语如何理解并且尤其是权利要求书如 何理解。定义的组织仅是为了方便并且不意图将任何定义限制于任何具体种类。
[0029] "AA"意指丙烯酸。
[0030] "AcAm"意指丙烯酰胺。
[0031] "湿部"意指造纸工艺的压榨部分之前的那部分，其中液体介质如水通常构成45% 以上的基质物质，在湿部中添加的添加剂通常渗透并分布在浆液中。
[0032] "干部"意指包括压榨部分的造纸工艺的压榨部分随后的那部分，其中液体介质如 水通常构成不到45%的基质物质，干部包括但不限于造纸工艺的压榨部分尺寸，在干部中 添加的添加剂通常保留在浆液之外的相异涂层中。
[0033] "表面强度"意指纸基质抵抗因磨削力所致的损害的趋向。
[0034] "干强度"意指纸基质抵抗因一个或多个剪切力所致的损害的趋向，所述干强度包 括但不限于表面强度。
[0035] "湿强度"意指纸基质在再润湿时抵抗因一个或多个剪切力所致的损害的趋向。
[0036] "湿纸辐强度"意指纸基质在所述基质仍然湿润时抵抗一个或多个剪切力的趋向。
[0037] "基质"意指含有正经历或已经历造纸工艺的纸纤维的物质，基质包括湿纸辐、纸 垫、浆液、纸片以及纸产品。
[0038] "纸产品"意指造纸工艺的最终产品，其包括但不限于书写纸、打印纸、薄页纸、卡 片、纸板以及包装纸。
[0039] "助凝剂"意指经常用于固液分离阶段中来中和混悬固体/颗粒的电荷以使得