制造纸产品的组合物及方法
【专利说明】制造纸产品的组合物及方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年6月22日提交的具有序列号61/663, 317的题为 乂0MP0SITI0NS AND MET册DS OF MAKINGPA阳R PR0DUCTS(制造纸产品的组合物及方法r 的美国临时申请的优先权，其通过引用被整体并入本文。
[0003] 戦
[0004] 1.技术领域
[0005] 本实施方案设及纸W及造纸。
[0006] 2.背景
[0007] 纸张通过使纸浆悬浮液脱水、形成均匀的幅(web)并且干燥幅来制造。纸浆悬浮液 常常包含大量的阴离子物质，所述阴离子物质包括小纤维细粉、无机填料、疏水的渐青颗粒 和来自废纸再循环的污染物。因此，助留(retention)化学品通常被添加至纸浆悬浮液W使 阴离子物质固定至最终的纸张。此外，助留化学品加速纸浆脱水过程，导致更高的纸生产速 率。
[000引广泛应用的助留程序之一利用高分子量阴离子型絮凝剂和低分子量阳离子型促 凝剂的组合。典型的商业阴离子型絮凝剂是通过反相乳液聚合或通过溶液聚合制备的丙締 酸和丙締酷胺的共聚物。常用的商业促凝剂是:聚（二締丙基二甲基氯化锭），从二甲胺、乙 二胺、W及表氯醇制备的聚胺，明抓，聚氯化侣(PAC)，阳离子淀粉，含乙締胺的共聚物，W及 聚乙締亚胺(PEI)。通常接受的是，促凝剂可W沉积在多种物质的阴离子表面上并且产生阳 离子补下。然后，高分子量阴离子型絮凝剂可W桥接阳离子补下，增强细粉和填料的固定。
[0009] 近来，造纸厂的水系统已经变得始终关闭。此趋势导致溶解和悬浮的固体比如盐 和阴离子物质的增加。水化学在助留程序的有效性中发挥主要作用。盐和阴离子物质常常 干扰纸浆悬浮液中助留化学品和多种物质之间的相互作用，使得减少助留程序的有效性。 此外，助留效率的减少导致进一步增加溶解和悬浮的固体。因此，有对更有效的助留程序的 渐增的需求。
[0010] 乙二醒化的（glyoxalated)聚丙締酷胺(GPAM)是常见的暂时湿强度树脂。GPAM通 常通过使乙二醒和阳离子型聚丙締酷胺基础聚合物反应来制备（例如，如在U.S. 3，556， 932、4，605，702和7，828，934中讨论的，其中每个通过引用并入本文）dGPAM通常在纸张形成 之前添加在纸浆悬浮液中。在干燥被处理的纸张时，GPAM被相信与纸纤维素形成共价键W 增加纸的干强度。由于GPAM与纤维素之间的共价键在水中是可逆的，此湿强度可W随时间 减小。当作为碳酸氨盐离子存在时，GPAM强度性能还可W受到相对高的抑和高的碱度水平 不利地影响。
[00川本文对已知的方法和组合物的某些优点和缺点的描述不意图限制本公开内容的 范围。实际上，本实施方案可W包括上文描述的特征中的某些或全部而不遭受相同缺点。
[0012] 遮述
[0013] 前述事项，提供包括纸、制造纸的方法、组合物等的一个或更多个实施方案。
[0014] 至少一个实施方案提供通过包括用处理组合物处理纤维素纤维或含水纸浆浆体 的方法形成的纸，所述处理组合物包括：阴离子型聚丙締酷胺树脂和醒官能化的聚合物树 月旨，其中所述阴离子型聚丙締酷胺树脂和所述醒官能化的聚合物树脂的络合物具有净阳离 子电荷。
[0015] 至少一个实施方案提供制造纸的方法，所述方法包括：向纤维素纤维或含水纸浆 浆体引入包括阴离子型聚丙締酷胺树脂和醒官能化的聚合物树脂的处理组合物，其中所述 阴离子型聚丙締酷胺树脂和所述醒官能化的聚合物树脂的络合物具有净阳离子电荷。
[0016] 至少一个实施方案提供处理组合物，所述处理组合物包括:包括阴离子型聚丙締 酷胺树脂和醒官能化的聚合物树脂的处理组合物，其中所述阴离子型聚丙締酷胺树脂和所 述醒官能化的聚合物树脂的络合物具有净阳离子电荷。 具体实施方案
[0017] 在详细描述本公开内容的实施方案之前，应理解的是，除非另有指示，否则本公开 内容不限于特定的材料、试剂、反应材料、制造工艺或类似的，因为运些可W变化。还应理解 的是，本文使用的术语是为了仅仅描述特定实施方案的目的，并且不意图是限制的。本公开 内容中还有可能的是，步骤可W W其中运在逻辑上是可能的不同顺序来执行。
[0018] 在值的范围被提供的情况下，应理解的是，每个介于该范围的上限和下限中间的 值(至下限单位的十分之一）（除非上下文另外明确规定）W及在该陈述的范围中任何其他 陈述的或居中的值都被包括在本公开内容内。运些较小范围的上下限可W被独立地包括在 较小范围内并且也被包括在本公开内容内，服从在所陈述的范围内的任何被特别地排除的 限制。在所陈述的范围包括极限中的一个或两个时，排除那些被包括的极限中的任一个或 两个的范围也被包括在本公开内容内。
[0019] 除非另外界定，否则本文使用的所有技术W及科学术语具有本公开内容所属领域 的普通技术人员所通常理解的相同含义。虽然在本公开内容的实施或测试中还可W使用与 本文描述的方法和材料类似或等效的任何方法和材料，但现在描述优选的方法和材料。
[0020] 在本说明书中引用的所有出版物和专利通过引用被并入本文，如同每个单独的出 版物或专利被特别地和单独地表明通过引用被并入一样，并且通过引用被并入本文W公开 和描述与所引用的出版物相关的方法和/或材料。任何出版物的引用是用于其在申请日之 前的公开内容，并且不应该被解释为承认本公开内容借助于在先公开内容不享有先于运样 的出版物的权力。此外，所提供的出版日期可W与可能需要被独立地证实的实际的出版日 期不同。
[0021] 如在阅读本公开内容后将对本领域技术人员明显的是，本文描述和例证的每个单 个的实施方案具有离散的组成部分和特征，所述离散的组成部分和特征可W容易地从任何 其他的若干实施方案的特征中分离或与任何其他的若干实施方案的特征组合而不脱离本 公开内容的范围或精神。任何叙述的方法可W按照叙述的事件的顺序或按照在逻辑上是可 能的任何其他顺序进行。
[0022] 除非另有指示，否则本公开内容的实施方案可W利用在本领域技术之内的化学技 术、合成有机化学技术、纸化学技术W及类似的技术。运些技术在文献中被充分地解释。
[0023] 实施例被提出W便向本领域的普通技术人员提供关于如何进行方法和使用本文 公开并且要求权利的组合物和化合物的完全的公开内容和描述。已经做出努力W确保关于 数字(例如量、溫度等等）的精确度，但应该解释某些误差和偏差。除非另有指示，份数是重 量份数，溫度W°C计，并且压力是在或接近大气压。标准溫度和标准压力被定义为20°C和1 个大气压。
[0024] 必须指出的是，除非上下文另外明确规定，否则如在说明书和所附权利要求中使 用的单数形式"一 (a)"、"一 (an)"和"所述(the)"包括复数指示物。因此，例如，提到的"支撑 物"包括多个支撑物。在本说明书和随后的权利要求中，可W提到大量的术语和词组，所述 术语和词组应该被定义为具有W下的含义，除非相反的意图是明显的。
[0025]
[0026] 取代"指的是在指定原子上或在化合物中的任何一个或更多个的氨可W用 来自指示的基团的选择替换，条件是不超过指定原子的正常化合价并且取代产生稳定的化 合物。
[0027] "丙締酷胺单体"指的是式此C = C(Ri)C(O)NRsRs的单体，其中Ri可W为H或C1-C4烧 基，R2和R3可W独立地为H、Ci-C4烷基、芳基或芳基烷基。示例性的丙締酷胺单体包括丙締酷 胺和甲基丙締酷胺。
[002引"阴离子型单体"指的是式册C(O)C(Ra)=C出的单体，其中Ra可W为H、Ci-C4烷基、芳 基或芳基烷基。
[0029] "醒"指的是包含一个或更多个醒(-C册)基的化合物，其中醒基能够与如本文描述 的包含氨基或酷胺基的聚合物的氨基或酷胺基反应。示例性的醒可W包括甲醒、多聚甲醒、 戊二醒、乙二醒W及类似的。
[0030] "脂肪族基团"指的是饱和或不饱和、直链或支链的控基并且包括例如烷基、締基 和烘基。
[0031] "烷基"指的是通过移除单个氨原子从直链或支链的饱和控衍生的单价基团。示例 性的烷基包括甲基、乙基、正丙基和异丙基、十六烷基、W及类似的。
[0032] "亚烷基"指的是通过移除两个氨原子从直链或支链的饱和控衍生的二价基团。示 例性的亚烷基包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、W及类似的。
[00削"酷胺堂'和"酷肢'指的是式-C(O)NY化的基团，其中Yi和Y2独立地选自H、烷基、亚 烷基、芳基和芳基烷基。
[0034] "氨堂'和"肢'指的是式-NY3Y4的基团，其中Y3和Y4独立地选自H、烷基、亚烷基、芳 基和芳基烷基。
[0035] "芳基"指的是约6个至约10个碳原子的芳香族单环或多环的环体系。芳基用一个 或更多个的C1-C20烷基、亚烷基、烷氧基、或面代烷基任选地取代。示例性的芳基包括苯基或 糞基，或取代的苯基或取代的糞基。
[0036] "芳基烷基"指的是芳基-亚烷基-基团，其中芳基和亚烷基在本文中被定义。示例 性的芳基烷基包括苄基、苯基乙基、苯基丙基、1-糞基甲基、W及类似的。
[0037] "烷氧基"指的是使指示数目的碳原子通过氧桥附接的如上文定义的烷基。示例性 的烷氧基包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正下氧基、仲下氧基、叔下氧基、正戊氧 基和仲戊氧基。
[0038] "面素"指的是氣、氯、漠或舰。
[0039] "纸强度"意指纸材料的性质，并且可W尤其W干强度和/或湿强度来表示。干强度 是由干纸张呈现出的抗张强度，所述干纸张通常在测试之前被调节为处于均匀的湿度和室 溫的条件。湿强度是在测试之前已经用水润湿的纸张呈现出的抗张强度。
[0040] 如本文所使用，术语"纸"或"纸产品"（运两个术语被可交换地使用)应被理解为包 括包含纸纤维的片材，并且还可W包含其他材料。合适的纸纤维包括天然纤维和合成纤维， 例如纤维素纤维、造纸中使用的所有种类的木纤维、其他植物纤维比如棉纤维、源自再生纸 的纤维;和合成纤维，比如人造丝、尼龙、玻璃纤维、或聚締控纤维。纸产品可W仅由天然纤 维、仅由合成纤维、或由天然纤维和合成纤维的混合物组成。例如，在纸产品的制备中，纸幅 或纸材料可W用合成纤维比如尼龙或玻璃纤维加固。或纸产品可W用非纤维材料比如塑 料、聚合物、树脂、或洗液浸溃。如本文所使用，术语"纸幅(paperweb)"和"幅(web)"被理解 为包括正在形成和已经形成的、包含纸纤维的纸张材料、纸和纸材料。纸产品可W为涂覆 的、层压的或复合纸材料。纸产品可W是漂白的或未漂白的。
[0041] 纸可W包括但不限于:书写纸和印刷纸(例如，未涂覆的机械纸、涂覆的不含机械 木浆的纸（coated free sheet)、涂覆的机械纸、未涂覆的不含机械木浆的纸、W及类似 的）、工业用纸、所有种类的棉纸、纸板、卡纸板、包装用纸(例如，未漂白的牛皮纸、漂白的牛 皮纸）、包装纸、纸胶带、纸袋、纸布、纸巾、壁纸、地