CN101375000A - 利用絮凝剂和光学增亮剂的造纸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种纸或纸板的制备方法，该方法包括：将取代度优选大于0.045的至少一种带电淀粉，和至少一种光学增亮剂引入造纸纸浆中，然后由该纸浆形成纸或纸板。另外，本发明还描述了光学增亮剂性能的改善方法。

Description

利用絮凝剂和光学增亮剂的造纸方法
发明背景
根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求美国临时专利申请US60/761,913(2006年1月25日申请)的权益，后者全文引入本申请作为参考。
本发明涉及造纸方法以及由这些方法制得的产品。更具体地，本发明涉及利用至少一种带电的淀粉，如阳离子带电的淀粉，以及一种或多种光学增亮剂处理造纸纸浆。
光亮剂或光学增亮剂(OBAs)和荧光增白剂(FWAs)通常用于一些造纸方法中，以便增加或改善纸或纸板的亮度，和/或增加或改善纸张的荧光强度。在施胶(size press)时OBA/FWA产品可以与其它添加剂一起添加。某些其它的OBA/FWAs可以在造纸过程的湿部(wet end)添加。本发明部分涉及增加造纸机上和最终纸张中OBAs/FWAs的留着率(retention)和/或利用率，不管OBA通过湿部添加而存在还是存在于废纸(包括回收纸张)中；以及不会减弱或减轻任何来源的OBA的作用。许多用户优选高亮度纸张，纸张的亮度通常作为纸产品用户的一个重要参数加以改进。为了达到纸张的亮度，尤其是高亮度纸张的亮度，如亮度超过80％，在造纸过程中将添加一种或多种光亮剂或光学增亮剂。这些光亮剂将是十分昂贵的，并且将使纸产品的总成本提高。这可通过用户购买纸张时看出。例如，80％亮度的纸张与96％亮度的纸张相比，存在着明显的价格差异。
通常，在造纸过程中将光学增亮剂添加至湿部，或添加至施胶部，或同时添加至湿部和施胶部。在常规造纸方法中，在造纸过程中进一步使用絮凝剂和凝聚剂，以便获得希望的纸浆特性，纸张特性，以及纸机的留着率和可加工性。通常，絮凝剂中和体系电荷并帮助纸浆纤维，细屑，填料和功能性添加剂静电絮凝在一起，使它们留着在纸张中并形成更为均匀的纸产品。传统的絮凝剂包括:聚氨基酰氨基二醇、聚乙烯亚胺、多胺、polydadmac、明矾以及聚合氯化铝。尽管絮凝剂对于生产具有合适特性的纸张是必须的，但不幸的是，这些絮凝剂大多对先前添加的光学增亮剂产生负面影响。特别是，传统的絮凝剂会减弱光学增亮剂的作用，因此，降低纸张的ISO亮度，和/或降低纸张的荧光强度。结果，纸张生产商通常添加更多的光学增亮剂，特别是在造纸机系统的湿部添加，从而弥补由于使用传统絮凝剂所造成的这种消光作用(dullness)。
另外，絮凝剂还常常在造纸过程的湿部阶段添加至浓浆料(thick stock)或稀浆料供料位置。
因此，迫切需要一种新的造纸方法，其避免了由传统絮凝剂所产生的消光作用。另外，还需要开发一种方法，其允许使用光学增亮剂，并且无需提供附加量的光学增亮剂以弥补在造纸过程中絮凝剂的使用。
本发明的一个特点在于提供一种纸或纸板的制备方法，优选的是，所述方法不会使光学增亮剂的作用减弱。
本发明的另一个特点在于提供一种方法，该方法能够减少光学增亮剂的用量，并且还能够使纸或纸板达到令人满意的亮度和/或纸张荧光强度。
本发明的另外的特点和优点部分将在随后的说明书中列出，部分对于说明书将是显而易见的，或者可以通过对本发明的实施而知晓。本发明的目的和其它的优点将通过具体在说明书和所附的权利要求中指出的要素和组合而得以实现。
为实现这些和其它的优点，以及根据如本文中被具体化且广泛描述的本发明的目的，本发明涉及一种纸或纸板的制备方法，所述方法包括:向造纸纸浆中引入至少一种离子带电的淀粉(优选取代度在0.045以上)和至少一种光学增亮剂，以形成被处理的纸浆。然后，将被处理的纸浆形成纸或纸板。所述离子带电的淀粉和光学增亮剂可以任何顺序添加。例如，可将淀粉添加至稀浆料中，而将光学增亮剂添加至浓浆料中，OBA可添加至稀浆料，浓浆料，或两者中；和/或淀粉可添加至稀浆料，浓浆料，或两者中。
另外，本发明还涉及一种通过使用至少一种离子带电的淀粉(优选取代度在0.045以上)和至少一种光学增亮剂，并将这些组分添加至造纸纸浆中形成被处理的纸浆，然后使被处理的纸浆形成纸或纸板，而改善光学增亮剂性能的方法。
另外，本发明还涉及通过本发明的一种或多种方法可获得的纸或纸板。
应当理解的是，前面一般性的说明和如下详细说明仅是举例性和解释性的，其旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
包括在本申请中且构成本申请一部分的附图阐明了本发明的若干具体方案，其将与说明书一起，用来解释本发明的至少一个或多个主题。
附图概述
图1和图2是显示根据本发明的一个或多个实施方案的造纸方法的流程图。
图3是对含光学增亮剂且含或不含阳离子淀粉的各种手抄纸试样进行对比并测量其最终ISO亮度的柱状图。
图4是显示包含光学增亮剂且含或不含阳离子淀粉的各种手抄纸试样的荧光图像的照片。
本发明的详细说明
本发明提供:在造纸或制造纸板过程中使用一种或多种光学增亮剂制造纸或纸板的方法。对于本发明的目的而言，造纸纸浆指的是能够制成纸或纸板产品的纸浆。
在本发明中，将一种或多种离子带电淀粉如取代度优选大于0.045的淀粉或阳离子淀粉与至少一种光学增亮剂一起添加至造纸纸浆中。根据本发明，离子带电淀粉可单独地或以任何组合的方式添加至纸浆中。与通过相同方法制备但不含阳离子淀粉的纸张和纸板相比，根据本发明的方法制得的纸张和纸板产品优选显示出增加的纸张亮度和/或纸张荧光强度，该离子淀粉的取代度大于0.045，且添加至造纸机系统的湿部。
在本发明中，离子带电淀粉和光学增亮剂可以任何添加顺序加入，如逐一添加入造纸纸浆中。光学增亮剂和淀粉可在造纸过程的同一阶段添加，或者可在造纸过程的不同阶段添加，只要这两种组分在造纸过程的施胶阶段之前添加。例如，两种组分彼此在50分钟内，彼此在40分钟内，彼此在20分钟内，彼此在10分钟内，或彼此在5分钟内，或彼此在2分钟内，或彼此在1分钟内，甚至彼此在数秒钟内添加至纸浆中。
所述的淀粉是离子带电淀粉，其优选为阳离子带电的淀粉或阳离子淀粉，优选的取代度大于0.045。淀粉的带电状态指的是淀粉的总净电荷。可使用两种或更多种淀粉，如两种或更多种阳离子淀粉。当使用两种或更多种淀粉时，这些淀粉能够单独或与一种或多种光学增亮剂组合，以预混组合物的形式添加至纸浆中，或者它们可以同时添加至纸浆中，顺序添加至纸浆中，或者以任何顺序添加至纸浆中。当使用两种或更多种淀粉时，淀粉中的一种可为中性淀粉。优选的是，至少一种带电淀粉的取代度从约0.045至约0.5，如从约0.07至约0.45，或从约0.10至约0.40，或从约0.15至约0.4。可使用所述范围之上或之下的取代度。通常，优选且可以采0.045以上的取代度。所述取代度可大于0.4，并且较高的取代度对本发明有益。优选的阳离子淀粉包括但不局限于:土豆淀粉，玉米淀粉，和其它湿部淀粉，或其组合。可用于本发明的阳离子淀粉的具体例子包括但不局限于:BUFLOC 5521和BUFLOC 5567产品，这两种产品均得自BuckmanLaboratories International，Inc.，Memphis，Tennessee。其它例子包括但不局限于:Raifix，Raisiobond，和由CIBA供工业使用的产品。
就光学增亮剂而言，可使用一种或多种光学增亮剂，如两种或更多种，或者三种或更多种。就本发明的目的而言，光学增亮剂包括荧光增白剂。就本发明的目的而言，光学增亮剂通常是用来纯化和/或增加纸张纤维的可见白度或亮度的化学剂。光学增亮剂还可以是光学增白剂，并且可包括水溶性染料。光学增白剂可以是荧光染料，该荧光染料从日光中吸收不可见UV光并且在可见光谱内再次发射，由此增加亮度，使纸张具有优异的白度。当使用两种或更多种光学增亮剂时，如与淀粉一起使用时，它们可以预混物的形式添加，顺序添加，或以任何顺序添加至纸浆中。光学增亮剂的总体分类包括:均二苯代乙烯、均二苯代乙烯的衍生物、二苯乙烯基联苯、三嗪基氨基均二苯代乙烯，及类似物。就本发明的目的而言，光学增亮剂包括调色剂。OBAs的例子包括二磺酸均二苯代乙烯、四磺酸均二苯代乙烯、六磺酸均二苯代乙烯、4，4′-二氨基均二苯代乙烯、2，2′-二磺酸，或均二苯代乙烯衍生物。可使用US专利5,873,913；6,723,846；4,025,507和6,464,832；以及US专利申请公开2004/0077515；2004/0074021中描述的OBAs，在此将其全部引入作为参考。光学增亮剂的具体例子包括但不局限于:Blankophor、Leucophor、Tinopal、Catowhite OWA等级(grades)、Unipal、Palinil Brilliant White、Uvitex、Milka white、Fluolite、Kalbrite、OBA-C和W。
离子带电淀粉如阳离子淀粉的优选用量为获得改善的光学增亮剂性能，如纸张ISO亮度和/或纸张荧光强度得以改善的任何有效量。作为替换，或与所述性能改善相结合，离子淀粉如阳离子淀粉的添加量以干固体基计为约0.25至约25磅/吨干浆，或约1.0至20磅/吨干浆；更优选约1至约6磅/吨干浆。就光学增亮剂而言，使用常用量，如以干固体基计为约1至约50磅/吨干浆，更优选约2.0至约10.0磅/吨干浆。
就本发明的方法而言，当制备高级纸张或者涂布纸或非涂布的不含木浆的纸张(free-sheet)，新闻用纸，特种新闻用纸，超级压光纸(SC)，以及低定量涂布(LWC)等级纸时，优选使用本发明的方法。非涂布不含木浆的纸张由自由排水浆料(freely draining stock)制得。涂布的不含木浆的纸张是其中涂布浆料通常包含不大于10％重量机械浆的印刷用纸品。超级压光纸(SC)是利用交替的冷铸铁纤维辊组的离线压光纸。LWC是相对低克数的涂布纸。新闻纸纸机压光纸主要由通常用于印刷新闻纸的机械纸浆组成。
优选的是，淀粉和增亮剂在纸浆进入混合槽(blend chest)时或之前加入。在本发明的至少一个实施方案中，光学增亮剂和淀粉可在纸浆进入抄纸浆池时或之前添加。在本发明的至少一个实施方案中，光学增亮剂和淀粉可在施胶之前添加至纸浆。淀粉和光学增亮剂通常可在造纸过程的任何位置添加，并且可在造纸过程的白水井(whitewater silo)之前添加，或可在抄纸浆池(machine chest)之前添加，或可在混合槽之前添加，或可在第一打浆机之前或之后添加。
本发明的方法可在传统造纸机上实施，根据本发明易于进行改进。所述方法可采用许多不同种类的造纸纸浆或其组合。例如，所述纸浆可以包含新鲜纸浆和/或回收纸浆，如新鲜亚硫酸盐纸浆，废纸浆，阔叶木牛皮纸浆，针叶木牛皮纸浆，所述纸浆的混合物，及类似物。
酶组合物可任选用来处理纸浆，并且可以包含:具有纤维细胞溶解酶活性的(cellulytic activity)、任何常规的造纸纸浆处理酶。其它常规的造纸组分也可存在，只要这些组分不会对淀粉或光学增亮剂产生负面影响。优选的是，所述酶组合物也具有半纤维细胞溶解酶活性(hemicellulytic activity)。合适的酶和含酶组合物包括描述于US专利5,356,800(Jaquess)、US专利申请09/031,830(1998年2月27日申请)和国际专利申请WO99/43780中的那些；在此将其全部内容引入作为参考。其它举例性的造纸纸浆处理酶有:
Figure A200780003510D00081
2523和
Figure A200780003510D00082
2524，这两种酶均得自Buckman LaboratoriesInternational，Inc.(孟菲斯，田纳西)。纤维细胞溶解酶组合物优选包含约5％至约20％重量的酶。优选的酶组合物还可包含:聚乙二醇、已二醇、聚乙烯吡咯烷酮、四氢呋喃醇、丙三醇、水，以及例如描述于US专利5,356,800中的其它常规的酶组合物添加剂。所述酶可以任何量添加至纸浆中，如以纸浆干重量计约0.001％至约0.100％重量的酶，例如约0.005％至约0.05％重量的酶。
在本发明的一实施方案中，所述酶组合物包含至少一种聚酰胺低聚体和至少一种酶。聚酰胺的含量为稳定所述酶的有效量。含聚酰胺低聚体和酶的举例性的酶组合物描述于WO99/43780，在此将其全部内容引入作为参考。
根据本发明，所述酶组合物可包括两种或更多种不同酶的组合。酶组合物可包括例如酯酶和纤维素酶的组合，并且还任选包括稳定剂。所述稳定剂可以是在此所述的聚酰胺低聚体。
在本发明的方法中，可以在任何时间将微粒添加剂添加至纸浆中。微粒添加剂可改变纸浆的电荷，或者纸浆组分的电荷。微粒添加剂例如可以是充电剂或改性剂，填料，凝聚剂，和/或助留剂。微粒添加剂可以是天然或合成的锂蒙脱石、蒙脱石、沸石、氧化铝溶胶、二氧化硅或者本领域技术人员已知的常规颗粒添加剂。
根据造纸过程中杀生物剂的常规用途，可以将杀生物剂添加至纸浆中或被处理的纸浆中。例如，可以将杀生物剂添加至混合槽中的被处理的纸浆中。根据本发明，用于造纸纸浆的杀生物剂包括本领域技术人员熟知的杀生物剂，例如得自Buckman Laboratories International，Inc.(孟菲斯，田纳西)的
Figure A200780003510D00091
1130。
用于实施本发明方法的造纸体系的流程图列于图1中。应当理解的是，所示的体系只是本发明的一个例子，决不是对本发明范围的限制。在图1的体系中，以希望的相应浓度，与造纸纸浆液流一起添加一定量的淀粉和一定量的光学增亮剂，从而在如图所示湿法造纸前端的任何部分形成被处理的纸浆。所示的纸浆供给表示纸浆流，例如由纸浆存储槽或井(silo)供给的纸浆流。图1所示的纸浆供给可以是用于纸浆流的管道，存贮罐或混合罐，或其它容器，流道或混合区。淀粉或OBA的供给例如可以是出口与处理纸浆储罐入口连通的的存储罐。
用淀粉和OBA被处理的纸浆可由处理纸浆储罐通过打浆机(refiner)，然后通过混合槽，在混合槽中，可以将包括杀生物剂在内的任选的添加剂与被处理的纸浆混合。打浆机具有与处理纸浆储罐的出口连通的入口，和与混合槽的入口连通的出口。
根据图1的实施方案，在混合槽中处理的纸浆由混合槽的出口通过通道(communication)连接至抄纸浆池的入口。混合槽和抄纸浆池可以是本领域技术人员熟知的任一常规种类。抄纸浆池保证了液位压头(level head)，即在所述体系的整个下游部分被处理的纸浆或浆液恒定的压力，特别是在流浆箱处恒定的压力。
在图1的体系中，在流浆箱中，由造纸所得到的排水纸浆回流至白水井中。
在图2所示的实施方案中，在混合槽处或一直到浆料箱(stuffbox)处将阳离子淀粉和/或OBA添加至打浆处理的纸浆中，并且该体系包括常规的浆料箱。尽管没有在图2中示出，但可以在浆料箱处添加另外的阳离子淀粉。图2的体系在抄纸浆池和浆料箱之间具有第二打浆机。其它的添加剂，包括pH调节剂如明矾，也可以在浆料箱处添加。pH调节剂可以在沿着纸浆流或已处理的纸浆流至该装置的其它位置添加。
本发明的装置还可包括提供合适浓度OBA至纸浆流的计量设备，该浓度例如以纸浆干固体重量计为约0.05-约2.5％重量OBA。所述装置可以包括:提供合适量的阳离子淀粉至纸浆流的计量装置，例如以纸浆干固体重量计，提供约0.05-1.5％重量、取代度优选大于0.045的阳离子淀粉。优选配置其它计量装置或配料装置用于本发明方法中可以使用的其它添加剂和彩和坊。
根据上述图1-2的任一实施方案，可以在例如混合浆泵(fan pump)和网屏(screen)之间设置清洗机，例如离心力清洗装置。
另外，本发明还涉及一种通过实施本发明方法的一种实施方案而改善光学增亮剂性能的方法，所述方法包括:向造纸纸浆中加入至少一种离子带电淀粉，如阳离子淀粉，和至少一种光学增亮剂，从而形成处理过的纸浆；然后由被处理的纸浆形成纸或纸板。优选的是，改善的光学增亮剂性能包括:纸张ISO亮度的增加和/或纸张荧光强度的增加。这些性能的增加与使用相同用量光学增亮剂，但没有任何带电淀粉和/或在施胶之前没有添加任何淀粉的相同方法获得的进行比较。
在本发明中，本发明提供一种避免光学增亮剂受到抑制(quench)，和/或通过使用光学增亮剂而维持色彩或亮度的方法。
光学增亮剂性能的改善可通过纸张的ISO亮度或纸张的荧光强度来测量，并且，与采用相同的OBAs和相同用量、但在施胶之前没有使用任何带电淀粉的相同方法制得的纸张相比，所述性能可提高约至少5％或更多，如10％或更多，或者从约5％至约25％。
除利用本发明获得的上述益处以外，作为选择，本发明还能够获得优异的填料留着率，如PCC、二氧化钛、粘土等等的留着率。此外，还获得更高的灰分留着率，甚至在由于本发明增加留着率的能力所使用的填料量减少的情况下也能够实现。另外，根据本发明，还能够实现减少的纸张缺陷量，如通过ULMA缺陷测得的缺陷量。特别是，例如在干燥机的早期阶段能够得到更少的上粉(dusting)，能够使所有类型的孔洞得以减少(例如，小孔洞减少，中等孔洞减少，小的亮污点减少)。另外，根据本发明，能够获得增强的排水性能(drainage)，这使得造纸速度得以增加和/或蒸汽量减少。另外，根据本发明，本发明能够提高施胶留着率，并且能够增加FPR和/或FPAR。另外，本发明能够提高强度，如改善纤维与纤维之间以及纤维与填料之间的结合。另外，根据本发明，获得了更少的断纸次数(breaks)和/或改善的纸机运行能力。另外，根据本发明，减少了掉毛(linting)和上粉(dusting)。此外，根据本发明，能够使BOD(生物需氧量)和/或COD(化学需氧量)得以下降。与不使用带电淀粉时相比，根据本发明，能够实现所述改进中的一种或多种。
在本发明的一个或多个实施方案中，本发明能够改善如下性能中的一种或多种:
(a)与不存在带电淀粉时相比，填料留着率增加；
(b)与不使用带电淀粉时相比，纸张中灰分含量增加；
(c)与不存在带电淀粉时相比，排水性能增加；
(d)与不存在带电淀粉时相比，施胶留着率增加；
(e)与不存在带电淀粉时相比，断纸次数减少；
(f)与不存在带电淀粉时相比，起毛和上粉减少。
就这些性能的一种或多种的改善而言，该改善可以为约至少2％，至少5％或更多，如7％或更多，10％或更多，25％或更多，50％或更多，75％或更多，100％或更多，如2％-100％，5％-75％，10％-50％，以及在这些范围内的任何范围或数值；其中，所述改善百分比与采用相同的OBAs和用量，但在施胶之前没有使用任何带电淀粉的相同方法制得的相同纸张进行比较。通常，根据本发明的其它实施方案，即其它OBAs，其它带电淀粉，和/或处理条件，能够获得实施例中详述的具体数值改进。
另外，本发明还涉及由本发明获得的纸浆和纸。特别是，本发明涉及纸浆和纸浆浆料，该纸浆浆料包含纸浆，一种或多种光学增亮剂，以及至少一种取代度优选大于0.045的阳离子带电的淀粉。带电淀粉可以具有如上所述的任何取代度。用量可为上述用量。此外，纸浆可包含其它常规的成分，如至少一种填料，至少一种杀生物剂，至少一种微粒，至少一种酶，至少一种聚合物，其它淀粉，或其任何组合。同样地，本发明还涉及由本发明获得的纸或纸板。特别是，所述纸或纸板可以是任何种类的纸，如上述的纸等级，并且所述纸或纸板包含经压榨的纤维素纤维，至少一种带电淀粉(其取代度优选大于0.045)，以及至少一种光学增亮剂。带电淀粉、如阳离子淀粉的取代度，可具有先前提及的各种取代度。正如所指出的那样，所述纸张可以是高级纸张，或者涂布或非涂布的纸张。所述纸张可以是新闻纸，特种新闻纸，超级压光纸，或低定量涂布纸。由所述纸浆制得的纸张可由回收和/或新鲜纸浆制得。
此外，本发明还将通过下列实施例进行阐明，这些实施例只是对本发明的举例。
实施例
试验:本实施例中使用的纸浆悬浮液包含70％重量的漂白阔叶木浆和30％重量的漂白针叶木浆，其CSF为380毫升。所用的光学增亮剂是Tinopal。BFL 5521和BFL 5567(得自Buckman Laboratories International，Inc.)均为带有不同电荷密度的阳离子淀粉。
在手抄纸制备过程中，首先将151b/ton(按来样计算)OBA添加至浓浆料(稠度2.2％)中，然后添加阳离子淀粉。之后，将浆料稀释至0.4％，并通过标准的Tappi方法T205制备手抄纸。
图3示出了所制得的手抄纸的亮度结果。OBA的引入使纸张的ISO亮度从64.0增加至65.2。在添加71b/ton(按来样计算)阳离子淀粉(BFL5521和BFL5567)之后，所述亮度相应地从65.2进一步增加至66.0。
图4示出了所制得纸张试样的荧光图像。在该试验中，由手抄纸切取纸张小片，并贴在荧光灯上。利用数码照相机在暗房中拍摄照片。正如能够看到的那样，阳离子淀粉的引入增加了荧光强度(试样3和5)。此外，更多阳离子淀粉剂量的试样(试样4和6)显示出更高的荧光强度。
因此，阳离子淀粉，如BFL5521和BFL5567淀粉组合物，通过增加纸张的ISO亮度和纸张的荧光强度(由UV激发)，改善了光学增亮剂性能。
在另外的试验中，将本发明的淀粉基絮凝剂的作用与常规使用的其它絮凝剂，即多胺和polyDMDAAC进行对比。在该具体试验中，如下表所示，就含有70％重量漂白阔叶木浆和30％重量漂白针叶木浆的纸浆制得的手抄纸测量荧光值和亮度。此外，该纸浆还含有以干固体基计的15磅OBA(Leucophor OBA)/吨干浆。在其中的一个例子中，不使用絮凝剂。在两个其它例子中，在湿浆中含有根据本发明的阳离子淀粉，其含量以干固体基计为4磅/吨干浆。所述的这两种阳离子淀粉均得自Buckman LaboratoriesInternational。余下的四个实例在纸浆中包含常规的絮凝剂，即多胺或polyDMDAAC，其含量以干固体基计为2磅/吨干浆。
正如由下表可以看出的那样，包含阳离子淀粉和OBA的试样，当与对照试样，以及包含常规絮凝剂(其还包含OBA)的试样对比时，具有明显更高的亮度和明显更强的荧光。显然，本发明提供了优异的亮度和荧光性能，并且OBA不会由于阳离子淀粉的存在而受到抑制或减弱。
1.2克手抄纸            pH＝8.0
70％漂白阔叶木浆       15#/tonOBA
30％漂白针叶木浆
Figure A200780003510D00131
Figure A200780003510D00141
实施例2
在本试验中，在纸机上进行五天的实验，以便确定阳离子淀粉与光学增亮剂一起使用的作用。具体地使用BUFLOC 5567有机絮凝剂。更具体地，将BUFLOC 5567絮凝剂引入起始含量为0.51b/ton的稀浆料段，对于余下的试验，所述稀浆料段的浓度渐渐增加至21b/ton，然后增加至31b/ton，再增加至41b/ton。然后将每卷纸的添加量下降11b/ton，直到试验结束。
由该试验可以发现，在试验期间，纸机上的断纸次数由每天平均2.4次(以一个月的平均值)下降至每天1.6次。纸机上的断纸次数对于本领域技术人员而言应当按术语来理解，涉及在卷成纸卷之前，在纸机上形成的、没有破损的纸张。
另外，在该试验期间，当以任何剂量添加BUFLOC 5567絮凝剂时，对流浆箱负载也没有明显的影响。另外，在试验期间，对ULMA孔(仅仅是紫色的)也没有明显影响。
另外，在试验期间，可以确定，施胶的引纸(threading)更快且更容易，这可能是由于纤维与纤维之间的结合更好或由于利用BUFLOC 5567絮凝剂而获得的更好的施胶所致。
另外，在试验期间，实现了留着率增加，甚至在五天试验期间，也获得了填料和其它功能性添加剂在纸张中的留着和分布。据信，三天的试验将显示出甚至更大的留着百分比增加。
就OBA的携带(carry-over)(光学增亮剂的携带)而言，由于使用了BUFLOC 5567絮凝剂，因此，亮度和荧光没有受到明显的影响。在生产92亮度等级纸(bright grade)时，在试验后一周前和一周时的平均亮度为91.8，平均荧光值为2.4。在试验期间，平均亮度约为91.3，平均荧光值约为2.2。更重要的是，光学增亮剂的用量明显下降时，平均亮度和平均荧光还保持在如上所述的水平。更具体地说，在试验之前，OBA的用量约为每面750-950ml/m。然而，在使用BUFLOC 5567的试验期间，可获得OBA用量的明显减少。具体地说，在试验期间OBA的用量约为450-550ml/min以满足光学需求。总体下降量约为500-700ml/min。基于阔叶木槽的装载量恒定在约0.73磅/吨。因此，根据本发明，OBA用量能够明显下降，且亮度和荧光水平还可保持在可接受的水平。
有一点可以肯定的是，可以取消节距控制添加剂(pitch control additive)，而不会对纸张的总体质量产生影响。
此外，当使用BUFLOC 5567絮凝剂时，在上粉方面没有明显减少。
实施例3
在本试验中，在纸机上进行45天试验，以便确定使用BUFLOC 5567絮凝剂对于OBA效率的长期作用。具体地说，在45天试验期间，BUFLOC5567絮凝剂的用量为2.61bs/ton。正如所指出的那样，也使用OBA。从该试验得到如下观察结果:
·当将使用BUFLOC 5567的45天与没有BUFLOC 5567的104天进行比较时，纸机的断纸时间每天减少13-17分钟。
·由于BUFLOC 5567所致的增加的排水，在第二压榨机和第一干燥机部分之间的牵引(draw)将减少4-5英尺。
·由于增加使用了BUFLOC 5567，首次通过(first pass)的灰分留着率最少增加11％。
·使用BUFLOC 5567，使ULMA小孔由每1000000线性英尺(linealfeet)3.8个小孔减少至每1000000线性英尺0.75个小孔。
·使用BUFLOC 5567，使ULMA中等孔由每1000000线性英尺5.9个中等孔减少至每1000000线性英尺0.4个中等孔。
·使用BUFLOC 5567，使ULMA小的亮污点由每1000000线性英尺210个减少至每1000000线性英尺40个。
断纸时间(break time)数据
 
            无BUFLOC 5567      有BUFLOC 5567     差异            
天数        104                 45
总分钟数    149,760             64,800
总断纸时间  5753                1703分钟数                              
断纸时间，％3.841％             2.628％           1.213％
断纸位置数据
 
每天湿部断             每天施胶处       每天卷纸处        每天总断纸次数                 断纸次数         断纸次数          纸次数                         
没有BUFLOC5567，      0.26             1.34              0.27              1.87104天                                                                         
有BUFLOC5567，45      0.20             1.00              0.18              1.38天                                                                            
每天断纸次数差异      0.06             0.34              0.09              0.49
每个位置每次断纸      43.66            28.93             11.89             28.67的平均分钟数                                                                     
每天节省的总分钟      2.60             9.74              1.09              13.43数                                                                               
在利用BUFLOC 5567所进行的评估过程中，由于将其引入至系统中，因此，抄纸压合真空度(couch vacuum)可下降，并且施胶水分可下降，直至第六部分的蒸汽控制，使其回到目标值。由于增加的排水性能，当进行评估时，在第二压榨机和第一干燥机部分之间的牵引将减少。在相同的打浆机负载，压榨机负载，填料加入量和相同的抄纸压合真空度时，通过使用2.6磅/吨的BUFLOC 5567，牵引可下降4-5英尺。由于引入BUFLOC 5567，伏辊真空度从17.78英寸下降至17.25英寸。施胶水分从3.0％降至2.8％，直至第六部分的蒸汽控制器起作用为止。第六部分的蒸汽压力从59.5psig下降至52.5psig。
相比于总体留着率，BUFLOC 5567对首次通过的灰分留着率(FPAR)的影响更为显著。在试验期间，BUFLOC 5567的引入使首次通过留着率(FPR)从2％总体增加至5％。引入BUFLOC 5567，可以观察到FPAR从11％增加至20％。
在BUFLOC 5567为2.850磅/吨时，对92BCP(光泽拷贝纸)，APAM((1.15磅/吨)，微粒(1.35磅/吨)和填料用量(16％)的评估，得到FPR增加7％，且FPAR增加22％。
BUFLOC 5567用量为3.0磅/吨，APAM(0.7磅/吨)，微粒(1.0磅/吨)和填料用量恒定(15％)时，FPR增加2-4％，且FPAR增加11-13％。
在BUFLOC 5567加入到混合浆泵入口期间，填料和重量读数明显表明BUFLOC 5567对细屑和填料留着率具有影响。每次加入时，填料读数和重量都会增加，直至其相应的控制器使一切返回至目标为止。下面是填料趋势的归纳。用ABB扫描仪进行测量。
在使用BUFLOC 5567期间，ULMA缺陷减少。如上所述灰分留着率的改善导致了所述缺陷的减少。另外，如在评估中所指出的，在早期的主干燥机中观察到了上粉的减少。这也会使ULMA缺陷减少。下面是历史数据回顾的归纳。
·使用BUFLOC 5567，使ULMA小孔由每1000000线性英尺3.8个小孔减少至每1000000线性英尺0.75个小孔。
·使用BUFLOC 5567，使ULMA中等孔由每1000000线性英尺5.9个中等孔减少至每1000000线性英尺0.4个中等孔。
·使用BUFLOC 5567，使ULMA小的亮污点由每1000000线性英尺210个减少至每1000000线性英尺40个。
·唯一的负面倾向是出现了ULMA大黑点。目前尚不清楚，在其它类型的缺陷均观察到正面结果的情况下，为什么会产生该负面影响。ULMA大黑点以每1000000线性英尺计从19个增加至44个。
在BUFLOC 5567的初始评估期间，在相同OBA用量时，观察到了7.2％的荧光增加。这表明，BUFLOC 5567有助于保留OBA。对于92BCP，OBA用量从163盎司/吨减少至149盎司/吨，从而达到了目标荧光值。
实施例4
在另外的试验中，在包含OBA的白水系统中对本发明的作用进行研究。在引入BUFLOC 5567絮凝剂之前，亮度为92的纸张的基准线为2.5的荧光值，而对于亮度为96的纸张的基准线为6.0的荧光值。
当BUFLOC 5567絮凝剂以1.5kg/t的速率引入时，对于92亮度级纸张，其荧光平均为3.2；当BUFLOC 5567絮凝剂以2.0kg/t的速率引入时，对于亮度为92的纸张，其荧光值平均为2.6。在本研究中，BUFLOC 5567在网屏的吸入端引入。
另外，对于亮度为96的纸张，降低OBA消耗量，从而获得相当的亮度。具体地，OBA的用量先前为每面3700-4300ml/min。在以1.5kg/t的速率使用BUFLOC 5567絮凝剂期间，OBA的平均用量为每面2400ml/min，这意味着在纸张亮度没有明显改变的情况下，OBA消耗量平均下降40％。
此外，通过不使用BUFLOC 5567絮凝剂与以1.5kg/t的速率使用BUFLOC 5567絮凝剂和以2.0kg/t的速率使用BUFLOC 5567絮凝剂进行对比，对上粉进行研究。下表列出了结果。
 
上粉测量(每个纸箱的剂量)
基准线 12.53
BUFLOC 5567(1.5kg/t) 12.09
BUFLOC 5567(2.0kg/t) 8.87
由这些结果可以清楚地看出，带电淀粉絮凝剂能够用于所有等级的纸张来改善亮度和荧光效率，以及改善留着率，排水性能，脱水性，和/或匀度。此外，如这些研究所示，使用带电淀粉絮凝剂明显改善了填料和其它功能性添加剂的留着率和分布，同时还能够减少上粉，起毛，纸张缺陷，和/或孔洞，并且具有优异的纸机运行能力和纸张质量。
申请人特别将在本申请中引用的所有参考文献的内容全部引入作为参考。此外，当以范围，优选范围，或一系列优选的上限值和优选的下限值给出用量，浓度，或其它值或参数时，应当理解的是，具体公开了上限范围或优选值和任何下限范围或优选值任何一对组成的所有范围，与所有范围是否单独公开无关。当数值范围在申请文件中记载时，除非另有说明，该范围将包括其边界点，以及在范围内的所有整数和分数。这并不意味着将本发明的范围局限于当限定一范围时所记载的具体数值。
根据在此披露的本发明的说明部分和实施例部分，本发明的其它实施方案对于本领域技术人员而言将是显而易见的。这意味着本发明的说明部分和实施例仅仅是举例性的，本发明的真实范围和精神由如下权利要求书及其等同物表示。

Claims (22)

1.一种纸或纸板的制备方法，包括以任何顺序，并且同时或在不同时间将如下a)和b)加入造纸纸浆中，从而形成被处理的纸浆，然后使该被处理的纸浆形成纸或纸板:
a)至少一种带电淀粉，其取代度大于0.045，和
b)至少一种光学增亮剂。
2.根据权利要求1的方法，其中所述带电淀粉是阳离子淀粉。
3.根据权利要求1的方法，其中所述带电淀粉是两种或更多种带电淀粉的共混物。
4.根据权利要求1的方法，其中引入至少两种带电淀粉。
5.根据权利要求1的方法，其中所述光学增亮剂是均二苯代乙烯化合物或二苯乙烯基联苯化合物。
6.根据权利要求1的方法，其中所述光学增亮剂是染料。
7.根据权利要求1的方法，其中所述带电淀粉的取代度为约0.01-约0.5。
8.根据权利要求1的方法，其中所述带电淀粉的取代度为约0.15-约0.42。
9.根据权利要求1的方法，其中所述带电淀粉的取代度为约0.12-约0.3。
10.根据权利要求1的方法，其中所述方法形成高级纸张或涂布的或非涂布的不含木浆的纸张，新闻纸，特种新闻纸，超级压光纸，或低定量涂布等级纸。
11.根据权利要求1的方法，其中在所述纸浆进入混合槽时或之前，引入所述至少一种带电淀粉和所述至少一种光学增亮剂。
12.根据权利要求1的方法，其中在所述纸浆进入抄纸浆池时或之前，引入所述至少一种带电淀粉和所述至少一种光学增亮剂。
13.根据权利要求1的方法，其中在施胶之前，引入所述至少一种带电淀粉和所述至少一种光学增亮剂。
14.根据权利要求1的方法，其中，所述带电淀粉的添加量为约1-约20磅/吨干浆。
15.根据权利要求1的方法，其中，所述带电淀粉的添加量为约0.25-约5磅/吨干浆。
16.一种改善光学增亮剂性能的方法，包括以任何顺序，并且同时或在不同时间将如下a)和b)加入造纸纸浆中，从而形成被处理的纸浆，然后使该被处理的纸浆形成纸或纸板:
a)至少一种带电淀粉，和
b)至少一种光学增亮剂。
17.根据权利要求16的方法，其中改善的所述光学增亮剂性能包括与除在任何施胶之前不添加带电淀粉之外的相同方法相比，纸张中ISO亮度增加。
18.根据权利要求16的方法，其中改善的所述光学增亮剂性能包括与除在任何施胶之前不添加带电淀粉之外的相同方法相比，纸张中荧光强度增加。
19.根据权利要求1的方法获得的纸或纸板。
20.一种纸浆组合物，包含纸浆，至少一种取代度大于0.045的带电淀粉以及至少一种光学增亮剂。
21.根据权利要求20的纸浆组合物，其中所述带电淀粉是阳离子淀粉且取代度为0.045以上至约0.5。
22.根据权利要求16的方法，其中，改善了下列性能中的至少一种:
(a)与不存在带电淀粉时相比，填料留着率增加；
(b)与不使用带电淀粉时相比，纸张中灰分含量增加；
(c)与不存在带电淀粉时相比，排水性能增加；
(d)与不存在带电淀粉时相比，施胶留着率增加；
(e)与不存在带电淀粉时相比，断纸次数减少；
(f)与不存在带电淀粉时相比，起毛和上粉减少。
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