CN101535561B - 用于改进机械制浆中纤维质量和工艺效率的方法和组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了通过以下方式来改进机械制浆工艺的组合物和方法，所述方式涉及通过降低游离度和纤维束的量、提供能量节约和化学品节约、以及提高由该工艺中浆料制得的纸制品的亮度和机械强度。所述组合物包括诸如表面活性剂、螯合剂、水溶助剂、还原性纸浆改性剂和氧化性纸浆改性剂、以及pH控制化学品等制剂。所述方法包括在机械制浆工艺中将这些制剂选择性地引入到浆料中。

Description

用于改进机械制浆中纤维质量和工艺效率的方法和组合物
技术领域
本发明一般涉及改进热磨机械制浆和化学热磨机械制浆中的纤维质量和工艺效率。更具体地，本发明涉及使用包括表面活性剂(surfactant)、螯合剂以及其它化合物的各种组合的专用化学品组合物来改进由这样工艺中所制造的浆料(pulp material)生产的纸制品的机械性能和亮度。本发明和降低游离度和纤维束(shive)的量、提供能量节约和化学品节约以及提高纸制品的亮度和机械强度特别相关。 
背景 
机械制浆是没有明显质量损失的生产便宜纸浆的常见方法。当前在机械制浆中采用下述几种技术来制造制品，诸如磨石磨木浆(SGW)、加压磨木浆(PGW)、盘磨机械制浆(refiner mechanical pulp，RMP)、加压盘磨机械制浆(PRMP)、热磨盘磨机械制浆(thermo-refiner mechanical pulp，TRMP)、热磨机械制浆(TMP)、热磨化学机械制浆(TCMP)、热磨机械化学制浆(TMCP)、长纤维化学机械制浆(LFCMP)和化学处理长纤维(CTLF)。 
尽管纯机械纸浆具有诸如高的不透明度、高松厚度(high bulk)和良好的印刷质量的一些优点，但是它们也具有诸如低的机械强度和易于变黄等固有缺点。微黄的颜色部分地由于在生产工艺中早在第一精磨阶段形成了发色结构和隐色(leukochromophoric)结构。当木片被转变成第一阶段已精磨的机械纸浆时，光吸收系数明显改变。最大改变发生在低于400纳米波长处。在大气的氧、热和/或阳光的存在下，吸收此区域中的光的结构产生有色结构。金属络合物和氧化反应也可能在产生增加的吸光度中发挥 作用。避免这些结构的形成，将得到具有增加的亮度和提高的亮度稳定性的机械纸浆。 
螯合剂和表面活性剂(有时被称为表面活性剂(surface active agent))历来在纸浆生产中具有一席之地。机械纸浆生产受到在木材中发现的过渡金属离子的影响，这些过渡金属离子促进了包括引起变黄的氧化反应在内的不期望的副反应。当前，商品螯合剂被用在机械制浆工艺中来固定这样的金属离子。螯合剂的作用通常是结合过渡金属阳离子，以阻止它们在分解诸如过氧化物、亚硫酸氢盐及类似物的漂白化学品中的催化活性。先前在造纸中已使用表面活性剂，以加速纤维溶胀以及软化与分浆。 
已制备的纸浆的漂白和脱木质素工艺而不是机械纸浆制造工艺，已涉及组合使用表面活性剂和常规螯合剂。例如，JP 05051889 A2公开了在木浆的氧处理(即脱木质素)中使用乙二胺四乙酸(“EDTA”)和二亚乙基三胺五乙酸(“DTPA”)。已报道(JP 08188976 A2)，在化学纸浆的臭氧漂白中使用类似的组合。在JP 07138891 A2中提出了，在过氧化物漂白之前将聚合的螯合剂和表面活性剂组合用于纸浆预处理。 
螯合剂和表面活性剂的组合已被应用于机械纸浆生产，以在由片材的连续生产过程中改进热磨机械纸浆的吸收能力(SE 8002027)。通过在纸生产工艺的浸渍阶段和精磨阶段之间用含有螯合剂和表面活性剂的液体来洗涤木片，也改进了纸浆的亮度、强度和滤水性能(见美国专利第5,549,787号和FR 2042117)。 
机械纸浆通常具有低的强度。诸如碱化等化学处理有时被用来以亮度为代价提高强度。于是存在对生产具有增加的机械强度和亮度的机械浆料的经济方法的需求。特别地，需要开发具有改进的机械强度而没有磺化的成本有效的机械纸浆。优选地，这样的开发将在单一组合物中组合所有组分。保持这些浆料性能而不牺牲印刷性能和产率是困难的。 
针对这个问题的成功方法，也应能够根据具体碾磨机的特定需求而定制，而且能够被便利地添加到碾磨机现有操作中。而且，机械制浆碾磨机通过节约能量和化学品来努力提高效率。 
概述 
这样的改进涉及纸浆的游离度和纤维束的量。专用化学品可提供改进的液体渗透和更有效的精磨。 
因此，本发明提供了一种组合物，所述组合物降低了游离度和纤维束的量、提供了能量节约和化学品节约且提高了由机械制浆工艺中浆料制得的纸制品的亮度和机械强度。所述组合物包括一种或多种表面活性剂、一种或多种螯合剂和一种或多种水溶助剂。所述组合物任选地包括一种或多种还原性纸浆改性剂或氧化性纸浆改性剂和一种或多种pH控制化学品。 
在一个方面，本发明提供了改进机械制浆工艺的组合物。所述组合物包括具有式RO[(CH2CHCH3O)X(CH2CH2O)Y]M的烷醇烷氧基化物(alkylalcohol alkoxylate)表面活性剂。R可以是C4至C40直链烷基、支链烷基或环烷基，X可以是从0至约50，Y可以是从1至约100，且M可以是H或碱金属。在此方面，所述组合物任选地包括一种或多种螯合剂、一种或多种水溶助剂、一种或多种还原性纸浆改性剂或氧化性纸浆改性剂以及一种或多种pH控制化学品。 
本发明的改进机械制浆工艺的组合物可包括约0.05wt％至约99wt％的所述烷醇烷氧基化物表面活性剂。 
在另一方面，本发明提供了一种方法，所述方法降低了游离度和纤维束的量、提供了能量节约和化学品节约且提高了由机械制浆工艺中所生产的浆料制得的纸制品的亮度和机械强度。所述方法包括将所述浆料与表面活性剂组合物接触，所述表面活性剂组合物包括具有式RO[(CH2CHCH3O)X(CH2CH2O)Y]M的烷醇烷氧基化物表面活性剂。R可以是从C4至C40直链烷基、支链烷基或环烷基，X可以是从1至约50，Y可以是从0至约100，且M可以是H或碱金属。 
所述方法进一步包括任选地将一种或多种另外的制剂，与所述表面活性剂组合物分开地、作为所述表面活性剂组合物的一部分、或者与所述表面活性剂组合物一起但不作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。这些制剂包括一种或多种其它表面活性剂、一种或多种螯合剂、一种或多种水溶助剂、一种或多种还原性纸浆改性剂、一种或多种氧化性纸浆改性剂、一种或多种pH控制化学品及其组合。 
在本发明的方法中，R可以是C8至C22直链烷基、支链烷基或环烷基，X可以是从1至约20，且Y可以是从1至约80。 
本发明的方法可包括将所述浆料与基于烘干纸浆的约0.001wt％至约5wt％的所述烷醇烷氧基化物表面活性剂接触。 
本发明的方法可包括将所述水溶助剂制剂作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中，条件是至少一种其它任选的制剂被作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。 
本发明的方法可包括向所述浆料引入： 
(a)基于烘干纸浆的约0.005wt％至约5wt％的所述还原性纸浆改性剂； 
(b)基于烘干纸浆的约0.01wt％至约5wt％的所述氧化性纸浆改性剂； 
(c)基于烘干纸浆的约0.001wt％至约5wt％的所述水溶助剂；和/或 
(d)基于烘干纸浆的约0.05wt％至约10wt％的所述pH控制化学品。 
所述pH控制化学品可包括碱，并且将所述碱引入到所述浆料中改进纸制品的机械强度，而不降低纸制品的亮度。 
本发明的方法可包括将所述浆料与所述表面活性剂组合物接触，并且在所述机械制浆工艺同一阶段向所述浆料引入所述制剂中的一种或多种。 
本发明的方法可包括同时地或顺序地，将所述浆料与所述组合物接触和向所述浆料引入所述制剂中的一种或多种。 
所述机械制浆工艺可选自由以下组成的组：磨石磨木浆；加压磨木浆；盘磨机械制浆；加压盘磨机械制浆；热磨盘磨机械制浆；热磨机械制浆；热磨化学机械制浆；热磨机械化学制浆；长纤维化学机械制浆；和化学处理长纤维。 
在另一个方面，本发明提供了另一种改进机械制浆工艺的组合物，所述组合物包括： 
(a)有效量的表面活性剂制剂，所述表面活性剂制剂具有一种或多种表面活性剂； 
(b)有效量的螯合剂制剂，所述螯合剂制剂具有一种或多种螯合剂； 
(c)有效量的水溶助剂制剂，所述水溶助剂制剂具有一种或多种水溶助剂； 
(d)任选地有效量的还原性纸浆改性剂制剂或者有效量的氧化性纸浆改性剂制剂，所述还原性纸浆改性剂制剂具有一种或多种还原性纸浆改性剂，所述氧化性纸浆改性剂制剂具有一种或多种氧化性纸浆改性剂；和 
(e)任选地有效量的一种或多种pH控制化学品。 
本发明的另一种改进机械制浆工艺的组合物可包括： 
(a)约0.05wt％至约30wt％的所述表面活性剂； 
(b)约0.05wt％至约50wt％的所述螯合剂； 
(c)约0.05wt％至约50wt％的所述水溶助剂； 
(d)约0.01wt％至约50wt％的所述还原性纸浆改性剂；和/或 
(e)约0.01wt％至约50wt％的所述氧化性纸浆改性剂。 
所述表面活性剂制剂可包括选自由以下物质组成的组的一种或多种表面活性剂：非离子表面活性剂；烷醇烷氧基化物；嵌段共聚物烷醇烷氧基化物；乙氧基化十三烷醇；乙氧基化丙氧基化十六烷醇；及其组合。 
所述螯合剂制剂可包括选自由以下物质组成的组的一种或多种过渡金属螯合剂：氨基羧化物；氨基膦酸酯；聚磷酸酯；聚丙烯酸酯；有机磷酸酯；有机膦酸酯；磷酸酯；羧酸；二硫代氨基甲酸酯；及其组合。 
本发明的另一种改进机械制浆工艺的组合物可包括约1∶1或更大的重量百分比的所述水溶助剂与所述螯合剂，和/或可包括约2∶1或更大的重量百分比的所述水溶助剂与所述表面活性剂。 
所述水溶助剂制剂可包括选自由以下物质组成的组的一种或多种水溶助剂：亚芳基磺酸盐；具有长链脂肪族取代基的碳水化合物；及其组合。 
所述还原性纸浆改性剂制剂可包括选自由以下物质组成的组的一种或多种还原性纸浆改性剂：水溶性无机亚硫酸盐；亚硫酸氢盐；偏亚硫酸氢盐；取代的磷化氢及其叔盐；甲脒亚磺酸及其盐与衍生物；甲醛亚硫酸氢盐加合物和其它醛亚硫酸氢盐加合物；次硫酸盐；硫代硫酸盐；连二亚硫酸盐；连多硫酸盐；亚磺酰胺及亚磺酸的醚；次磺酰胺及次磺酸的醚；磺酰胺；磷化氢；鏻盐；亚磷酸酯；硫代亚磷酸酯；及其组合。 
所述氧化性纸浆改性剂制剂可包括选自由以下物质组成的组的一种或多种氧化性纸浆改性剂：过碳酸盐；过硼酸盐；过氧化氢；活化过氧化氢；有机过氧酸及其盐；双环氧乙烷；卤胺；无机过氧化物；超氧化物和过氧化物-超氧化物；无机过氧酸及其盐；过氧化水合物；水溶性有机过氧化物；亚硝基二磺酸盐；次氯酸盐；次溴酸盐；亚氯酸盐；氯酸盐；溴酸盐；高氯酸盐；二氧化氯；氯胺；氯代酰胺；氯磺酰胺；溴胺；溴代酰胺；溴磺酰胺；氯磺酸；溴磺酸；氯；及其组合。 
本发明的另一种改进机械制浆工艺的组合物可包括一种或多种pH控制化学品，所述pH控制化学品选自由以下物质组成的组：磷酸三钠；偏硼酸钠；碳酸铵；氢氧化钠；氢氧化钾；氢氧化锂；氢氧化四甲铵；氢氧化镁；碳酸镁；硅酸钠；碳酸钠；及其组合。 
本发明的一个优点是提供了降低游离度和纤维束的量、提供能量节约 和化学品节约并提高由机械制浆工艺中所生产的浆料制得的纸制品的亮度和机械强度的组合物。 
本发明的进一步优点是提供了经由机械制浆工艺生产高质量纸制品的经济和有效的方法。 
本发明的另一个优点是提供了在机械制浆工艺中帮助阻止形成发色结构和隐色结构从而提高浆料的亮度和亮度稳定性的组合物。 
本发明的进一步优点是提供了在节约能量和化学品的机械制浆工艺条件下，生产具有耐亮度损失性和增加的机械强度的纸制品的协同方法。 
本发明的另一个优点是提供了通过将浆料与表面活性剂组合物接触并且在机械制浆工艺的同一阶段将包括pH控制化学品的一种或多种制剂引入到所述浆料中，来改进机械制浆工艺的方法；其中如果所述pH控制化学品是碱并且与所述表面活性剂组合物分开地被引入到所述浆料中，那么所述碱改进了纸制品的机械强度而不降低该纸制品的亮度。 
详述 
下列定义意为作为指导，而并不意欲限定本发明的范围。这种构架(organization)仅仅是为了方便起见，而非意欲将任何定义限定到任何具体类别。 
“烷醇(alkyl alcohol)”表示具有式ROH的化合物或化合物的混合物，其中R是直链、支链或环的C4至C40烷基。 
“烷氧基”表示通过氧原子连接到母体分子部分的烷基。代表性的烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基及类似物。优选丙氧基和乙氧基。 
“烷基”表示通过除去单个氢原子由直链饱和烃或支链饱和烃或环饱和烃衍生的一价基团。烷基可以是未被取代的，或由选自氨基、烷氧基、羟基和卤素的一种或多种基团取代。代表性的烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基及类似物。 
“氢氧化物碱(hydroxide base)”表示碱金属和碱土金属的氢氧化物 (OH)盐，所述碱金属和碱土金属例如钠、钾、锂、镁、钙、类似物及其组合。 
“嵌段共聚物”表示由嵌段添加(block addition)不止一种不同类型的单体所得到的聚合物，所述单体诸如环氧丙烷和环氧乙烷。 
“均聚物”表示由聚合一种类型的单体所得到的聚合物，所述单体诸如环氧丙烷或环氧乙烷。 
“非均相聚合物”表示由无规添加(random addition)不止一种类型的单体所得到的聚合物，所述单体诸如环氧丙烷和环氧乙烷。 
在此所使用的“制剂”包括以固体、粉末、结晶或其它形式的一种或多种化学品，和/或以任何适当的浓度在任何适合的溶剂中的一种或多种化学品的溶液。 
“烘干纸浆(oven-dry pulp)”表示已经在烘箱中被干燥的、事实上不含水分、且具有在约0.1％内恒重的纸或纸浆。 
“pH控制化学品”表示当被添加到溶液、组合物和/或制剂中时能够调节pH、控制pH和/或保持pH的任何适合的化学品或化合物。 
“活性固体”表示在干燥制剂后剩余材料的固体活性组分的百分数。非活性掺合剂(例如氯化钠)不被认为是活性固体。 
“CSF”表示如在TAPPI方法中所述的且以毫升计量的加拿大标准游离度。 
螯合剂相关定义 
“羧酸”表示含有一个或多个羧基-C(O)OH的有机化合物，优选地含有邻近(邻位)于C-CO2H键的单个C-N键的氨基羧酸，诸如： 
i.EDTA((HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)2)、 
ii.DTPA((HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)CH2CH2N(CH2CO2H)2)、及类似物，及其碱金属盐和碱土金属盐。 
“DTPA”表示二亚乙基三胺五乙酸。 
“EDTA”表示乙二胺四乙酸。 
“二硫代氨基甲酸酯(dithiocarbamate)”包括单体二硫代氨基甲酸酯、聚合二硫代氨基甲酸酯、聚二烯丙基胺二硫代氨基甲酸酯、2，4，6-三巯基-1，3，5-三嗪、亚乙基双二硫代氨基甲酸二钠、二甲基二硫代氨基甲酸二钠及类似物。 
“有机磷酸酯”表示含有单个C-O-P键的亚磷酸P(O)(OH)3的有机衍生物，包括三乙醇胺三(磷酸酯)(N(CH2CH2OP(O)(OH)2)3)及类似物。 
“有机膦酸酯”表示含有单个C-P键的膦酸HP(O)(OH)2的有机衍生物，诸如HEDP(CH3C(OH)P(O)(OH)2)、1-羟基-1，3-丙烷二基双-膦酸(1-hydroxy-1，3-propanediylbis-phosphonic acid)((HO)2P(O)CH(OH)CH2CH2P(O)(OH)2)；优选地含有邻近(邻位)于C-P键的单个C-N键的膦酸HP(O)(OH)2的有机衍生物，诸如： 
i.DTMPA((HO)2P(O)CH2N[CH2CH2N(CH2P(O)(OH)2)2]2)、 
ii.AMP(N(CH2P(O)(OH)2)3)、 
iii.PAPEMP 
((HO)2P(O)CH2)2NCH(CH3)CH2(OCH2CH(CH3))2N(CH2)6N(CH2P(O)(OH)2)2)、 
iv.HMDTMP((HO)2P(O)CH2)2N(CH2)6N(CH2P(O)(OH)2)2)、 
v.HEBMP(N(CH2P(O)(OH)2)2CH2CH2OH)及类似物。 
还原性纸浆改性剂相关定义 
“亚硫酸盐”表示亚硫酸H2SO3的二碱价金属盐(dibasic metal salt)，包括二碱价的碱金属盐及碱土金属盐，诸如亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸钙(CaSO3)及类似物。 
“亚硫酸氢盐”表示亚硫酸H2SO3的一碱价金属盐，包括碱金属一碱价盐及碱土金属一碱价盐，诸如亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸氢镁(Mg(HSO3)2)及类似物。 
“偏亚硫酸氢盐(焦亚硫酸盐)”表示焦亚硫酸H2S2O5的盐，包括偏亚 硫酸氢钠(Na2S2O5)及类似物。 
“次硫酸盐”表示次硫酸H2SO2的盐，包括次硫酸锌(ZnSO2)及类似物。 
“硫代硫酸盐”表示硫代硫酸H2S2O3的盐，包括硫代硫酸钾(Na2S2O3)及类似物。 
“连多硫酸盐”表示连多硫酸H2SnO6(n是从2至6)的盐，包括连三硫酸钠(Na2S3O6)、诸如连二硫酸钠Na2S2O6的连二硫酸H2S2O6的盐、及类似物。 
“连二亚硫酸盐(氢亚硫酸盐)”表示连二亚硫酸(氢亚硫酸(hydrosulfurous)、硫代亚硫酸(hyposulfurous))H2S2O4的盐，包括连二亚硫酸钠(氢亚硫酸钠)(Na2S2O4)、连二亚硫酸镁(MgS2O4)及类似物。 
“甲脒亚磺酸(FAS)”表示式H2NC(＝NH)SO2H的化合物及其盐和衍生物，包括其钠盐H2NC(＝NH)SO2Na。 
“醛亚硫酸氢盐加合物”表示式R1CH(OH)SO3H的化合物及其金属盐，其中R1选自烷基、烯基、芳基和芳基烷基。代表性的醛亚硫酸氢盐加合物包括甲醛亚硫酸氢盐加合物HOCH2SO3Na及类似物。 
“亚磺酰胺和亚磺酸的醚”表示式R1-S(＝O)-R2的化合物，其中R1如以上所定义且R2选自OR3和NR4R5，其中R3-R5独立地选自烷基、烯基、芳基和芳基烷基。代表性的亚磺酰胺包括乙基亚磺酰二甲胺(ethylsulfindimethylamide)(CH3CH2S(＝O)N(CH3)2)及类似物。 
“次磺酰胺和次磺酸的醚”表示式R1-S-R2的化合物，其中R1和R2如以上所定义。代表性的次磺酰胺包括乙基次磺酰二甲胺(ethylsulfendimethylamide)(CH3CH2SN(CH3)2)及类似物。 
“磺酰胺”表示式R1-C(＝S)-NR4R5的化合物，其中R1、R4和R5如以上所定义。代表性的磺酰胺包括CH3CH2C(＝S)N(CH3)2及类似物。 
“膦”表示磷化氢PH3的衍生物，通常是式R6R7R8P的有机取代的磷化氢，其中R6至R8独立地选自H、烷基、烯基、芳基、芳基烷基(如下定 义)和NR4R5，其中R4和R5如以上所定义。代表性的膦包括(HOCH2)3P(THP)及类似物。 
“亚磷酸酯”表示亚磷酸P(OH)3的衍生物，包括式(R3O)(R4O)(R5O)P的有机取代的亚磷酸酯，其中R3-R5如以上所定义。代表性的亚磷酸酯包括(CH3CH2O)3P及类似物。 
“硫代亚磷酸酯”表示硫代亚磷酸HSP(OH)2的衍生物，包括式(R3O)(R4O)(R5S)P的有机取代的硫代亚磷酸酯，其中R3至R5如以上所定义。代表性的硫代亚磷酸酯包括(CH3CH2O)2(CH3CH2S)P及类似物。 
“鏻盐”表示式R1R3R4R5P+X-的有机取代的膦，其中R1和R4至R5如以上所定义且X是任何有机或无机的阴离子。代表性的鏻盐包括(HO2CCH2CH2)3P+HCl-(THP)、[(HOCH2)4P+]2(SO4)2-(BTHP)及类似物。 
“烯基”表示通过除去单个氢原子由含有至少一个碳-碳双键的直链或支链的烃衍生的一价基团。烯基可以是未取代的或由选自氨基、烷氧基、羟基和卤素的一种或多种基团取代。 
“亚烷基”表示通过除去两个氢原子由直链或支链的饱和烃衍生的二价基团，例如亚甲基、1，2-亚乙基、1，1-亚乙基、1，3-亚丙基、2，2-二甲基亚丙基及类似物。 
“芳基”表示具有约5个至约14个环原子的芳族的碳环基和杂环基。芳基可以是未取代的或由选自氨基、烷氧基、羟基和卤素的一种或多种基团取代。代表性的芳基包括苯基、萘基、菲基、蒽基、吡啶基、呋喃基、吡咯基、喹啉基、噻吩基、噻唑基、嘧啶基、吲哚基及类似物。 
“芳基烷基”表示通过亚烷基连接到母体分子部分的芳基。代表性的芳基烷基包括苄基、2-苯乙基及类似物。 
氧化性纸浆改性剂相关定义 
“有机过氧酸”表示式R1C(O)O2H的化合物及其金属盐，其中R1选自烷基、烯基、芳基和芳基烷基。代表性的有机过氧酸包括过氧苯甲酸C6H5C(O)OOH、过乙酸(PAA)CH3C(O)OOH、过甲酸HC(O)OOH、过丙酸CH3CH2C(O)OOH及类似物。 
“无机过氧化物”表示过氧化氢H2O2的一碱价(氢过氧化物)和二碱价(过氧化物)金属衍生物，包括碱金属衍生物及碱土金属衍生物，诸如氢过氧化钠(sodium hydroperoxide)、(NaOOH)、过氧化镁(MgO2)及类似物。 
“超氧化物”表示含有O2 -基团的金属衍生物，包括碱金属衍生物及碱土金属衍生物，诸如超氧化钠(NaO2)及类似物。 
“过氧化物-超氧化物”表示式2MO2·M2O2的混合的碱金属衍生物，其中M是碱金属或碱土金属，诸如K2O3及类似物。 
“无机过氧酸及其盐”表示含有-O-O-基团的无机酸，包括含有基团-OOH的过氧一元酸(peroxy monoacid)和含有基团-O-O-的过氧二元酸(peroxy diacid)以及它们的金属盐，诸如过氧单硫酸(卡罗氏酸(Caro′sacid)、(HO)2SO2OOH)、过氧二硫酸(HOSO2OOSO2OH)、过氧单磷酸H3PO5、过氧单碳酸钠Na2CO4和过氧二碳酸钠Na2C2O6及类似物。 
“过氧化水合物”是含有结晶过氧化氢的无机盐，诸如偏硅酸钠过氧化水合物Na2SiO3·H2O2·H2O和硼酸钠过氧化水合物NaBO2·H2O2·3H2O及类似物。 
“有机过氧化物”是含有-O-O-基团的任何有机化学品，包括如在此定义的有机过氧酸、诸如二甲基双环氧乙烷(dimethyldioxyrane)(CH3)2CO2的双环氧乙烷(dioxirane)及类似物。 
“亚硝基二磺酸盐”是亚硝基二磺酸的碱金属盐及碱土金属盐，诸如亚硝基二磺酸钾(弗里米盐(Fremy′s salt))(KSO3)2NO及类似物。 
“次氯酸盐”、“亚氯酸盐”、“氯酸盐”和“高氯酸盐”分别是次氯酸HOCl、亚氯酸HOClO、氯酸HOClO2和高氯酸HOClO3的水溶性金属盐，诸如次氯酸钠NaOCl及类似物。 
“次溴酸盐”和“溴酸盐”分别是次溴酸HOBr和溴酸HBrO3的水溶性盐，包括次溴酸钠NaOBr及类似物。 
“氯胺”和“溴胺”是式NHxHaly的铵衍生物，其中Hal是Cl或Br；或者是烷基胺衍生物NR1R2Halx，其中R1和R2如以上所定义并且x和y独立 地是1至3。在水溶液中，氯胺和溴胺可以作为相应的铵盐存在。 
“氯代酰胺”和“溴代酰胺”是含有-C(O)N(R1)pHqHalr基团的酰胺衍生物，其中Hal如以上定义，p和q独立地是0至1并且r是1至2，所述酰胺衍生物诸如次氯酸钠NaClO与尿素H2NCONH2或者次氯酸钠NaClO与5，5-二甲基海因的混合物中所形成的产物组合物，及类似物。 
“氯磺酰胺”和“溴磺酰胺”是含有-SO2N(R1)pHqHalr的酰胺衍生物，其中R1、Hal、p、q和r如以上定义，所述酰胺衍生物诸如次氯酸钠NaClO与磺酰胺H2NSO2NH2的混合物中所形成的产物组合物，及类似物。 
氯磺酸是式ClSO3H的化学品。 
“活化氧化剂”表示与一种或多种活化剂组合使用的氧化剂。在一些实施方案中，该氧化剂是活化过氧化氢。 
表面活性剂制剂 
本发明的烷醇烷氧基化物具有式RO[(CH2CHCH3O)X(CH2CH2O)Y]M。R可以是从C4至C40直链烷基、支链烷基或环烷基，X可以是从1至约50，Y可以是从0至约100，且M可以是氢或碱金属。设想到，烷醇烷氧基化物的结构可以是嵌段共聚物、非均相聚合物、均聚物或其组合。在一个优选实施方案中，X是从1至20，Y是从20至80，且M是氢。在优选实施方案中，M是氢。在另一优选实施方案中，M是钾。在可选择的优选实施方案中，R是C8至C22烷基或C16烷基。在进一步实施方案中，X是从1至20。在另一实施方案中，Y是从20至80。 
它们通常是通过在氢氧化物碱存在下，将C4至C40烷醇、或者C4至C40烷醇的混合物(有时在此被称作ROH)与环氧丙烷和/或环氧乙烷一起加热来制备。环氧乙烷和环氧丙烷可以按无规或嵌段的方式添加，分别得到非均相聚合物或嵌段共聚物。反应优选地在压力容器中在约150℃的温度、约50psi至约75psi的压力下进行。烷氧基化物产物可保持为盐形式，或者用酸来中和。 
环氧乙烷和环氧丙烷的无规添加涉及将两种组分同时地添加到醇，从而添加速率由它们相对的量和反应速率来控制。在无规添加的情形中，应 理解，上述式不是结构式。更确切地，它是添加到醇的环氧乙烷和环氧丙烷的摩尔量X和Y的表示。 
在嵌段添加中，环氧乙烷或环氧丙烷先被添加到醇且允许反应。然后另一组分被添加到醇且允许反应。在这种情形中，上述式是烷氧基化醇结构的代表，只是(C2H4O)X和(C3H6O)Y基团可以被颠倒，这取决于环氧丙烷或环氧乙烷的添加顺序。所得聚合物是高度水溶性固体。 
组合物 
在一个优选方面，本发明的组合物是具有式RO[(CH2CHCH3O)X(CH2CH2O)Y]M的烷醇烷氧基化物表面活性剂；如以上更详细说明地，其中R是C4至C40直链烷基、支链烷基或环烷基，X是从1至约50，Y是从0至约100，且M是H或碱金属。在该实施方案中，所述组合物任选地包括一种或多种螯合剂、一种或多种水溶助剂、一种或多种还原性纸浆改性剂或氧化性纸浆改性剂以及一种或多种pH控制化学品(每个如在本文中更详细说明的)。 
在一个实施方案中，本发明的组合物包括有效量的表面活性剂制剂，该表面活性剂制剂含有一种或多种表面活性剂。表面活性剂的作用是改进液体或蒸汽向木片中的渗透，从而有助于机械制浆工艺中的匀化。设想到，根据本发明可使用多种表面活性剂。代表性的表面活性剂包括非离子表面活性剂、烷醇烷氧基化物(如以上)；嵌段共聚物烷醇烷氧基化物、均聚物烷醇烷氧基化物和非均相聚合物烷醇烷氧基化物；乙氧基化十三烷醇；乙氧基化丙氧基化十六烷醇；类似物；及其组合。表面活性剂制剂通常具有从约0.05wt％至约30wt％的一种或多种表面活性剂。在优选的实施方案中，所述组合物具有从约1wt％至约10wt％的一种或多种表面活性剂。 
在另一个优选实施方案中，所述组合物只包括表面活性剂且具有从约0.05wt％至约99wt％的一种或多种表面活性剂。优选地，这样的仅有表面活性剂的组合物具有从约5wt％至约30wt％的一种或多种表面活性剂。在更优选的实施方案中，仅有表面活性剂的组合物具有从10wt％至约20wt％的一种或多种表面活性剂。 
在一个优选方面，所述组合物还包括有效量的螯合剂制剂，所述螯合剂制剂具有一种或多种螯合剂。如以上所述的，诸如过渡金属离子等金属离子的存在，促进了不期望的副反应，所述副反应包括氧化反应和引起变黄的与木质素的络合物形成。螯合剂有效地固定这些离子以阻止这样不期望的副反应。有效的螯合剂包括过渡金属螯合剂，诸如氨基羧化物(aminocarboxylate)、氨基膦酸酯(aminophosphonate)、聚磷酸酯(polyphosphate)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、有机磷酸酯(organicphosphate)、有机膦酸酯、磷酸酯(phosphate)、羧酸、类似物及其组合。优选的螯合剂包括羧酸、膦酸酯、DTPA及其盐、EDTA及其盐、和DTMPA及其盐。通常，约0.05wt％至约50wt％螯合剂是足够的。优选地，螯合剂以从约1wt％至约30wt％存在。最优选地，所述组合物包括从约5wt％至约20wt％的一种或多种螯合剂。 
在一个方面，所述组合物包括有效量的水溶助剂制剂，所述水溶助剂制剂具有一种或多种水溶助剂。设想到的水溶助剂包括诸如二甲苯磺酸盐、枯烯磺酸盐和甲苯磺酸盐等亚芳基磺酸盐，和具有长链脂肪族取代基的碳水化合物，所述碳水化合物诸如 
Figure G2007800410428D00121
(可获自伊利诺伊州艾塔斯卡湖的Fitz Chem Corp.)和类似 
Figure G2007800410428D00122
的化合物。Glucopon化合物的实例是Glucopon 425N、D-葡萄糖、癸基醚、辛基醚、低聚D-吡喃葡萄糖苷、C10至C16烷基低聚物(alkyloligomeric)(可获自新泽西州霍波肯的Cognis Corporation)。 
进一步设想到，水溶助剂制剂可包括这些化合物及类似化合物的任何组合。在一个实施方案中，所述组合物具有从约0.05wt％至约50wt％的一种或多种水溶助剂。优选地，所述组合物包括从约0.05wt％至约50wt％的水溶助剂。在另一个优选实施方案中，所述组合物具有从约5wt％至30wt％的水溶助剂。组合物的最优选的水溶助剂含量是从约10wt％至约20wt％。 
在含有水溶助剂制剂的一个实施方案中，水溶助剂与螯合剂的重量百分比通常是约1∶1或更大。在另一个实施方案中，水溶助剂与表面活性剂的重量百分比通常是约2∶1或更大。 
一种或多种水溶助剂在所述组合物中的存在，起到增加某些微溶化合物水溶性的作用。通常地，本发明的所有单独组分是可溶于水中的；然而某些组合，诸如非离子表面活性剂与其它更极性组分，可能需要诸如水溶助剂等润湿剂来提供在单一制剂中组合物的相容性。在所述组合物被作为单一混合物而不是作为分开的组分来应用的实施方案中，观察到操作优点和性能优点。 
优选的实施方案包括使用一种或多种非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂通常是与螯合剂不相容的。例如，如果所述组合物包括乙氧基化丙氧基化十六烷醇(优选的表面活性剂)和DTPA五钠(优选的螯合剂)，那么非极性表面活性剂组分沉淀。以正确比例(如以下所说明的)混合水溶助剂，保持了非离子组分的溶解度且从而确保了组合物的稳定性。 
将还原性纸浆改性剂添加到所述组合物，观察到协同效应。这样的还原性纸浆改性剂包括那些能够将漂白纸浆中的官能团从较高氧化级别转变成较低氧化级别的化合物。代表性的还原性纸浆改性剂包括水溶性无机亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、偏亚硫酸氢盐、取代的磷化氢及其叔盐(tertiarysalts)、甲脒亚磺酸及其盐与衍生物、甲醛亚硫酸氢盐加合物和其它醛亚硫酸氢盐加合物、次硫酸盐、硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐、连多硫酸盐、亚磺酰胺及亚磺酸的醚、次磺酰胺和次磺酸的醚、磺酰胺、磷化氢、鏻盐、亚磷酸酯、硫代亚磷酸酯、类似物，及其组合。优选的还原性纸浆改性剂包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和偏亚硫酸氢钠。 
添加到浆料中的还原性纸浆改性剂的有效量是提高木质机械制浆中亮度和耐受热变黄性的量，与未处理的浆料或纸制品相比，产生增加的亮度的浆料或纸制品。通常，约0.01wt％至约50wt％的一种或多种还原性纸浆改性剂是有效的。更优选的量是从约5wt％至约30wt％。最优选的范围是从约10wt％至约20wt％。 
在另一个方面，所述组合物包括添加有效量的一种或多种氧化性纸浆改性剂。氧化性纸浆改性剂包括那些能够将浆料中官能团从较低氧化级别转变成较高氧化级别的化学物质。这种转变的益处包括木质机械制浆中增加的亮度和耐受热变黄性，与未处理的浆料或纸制品相比，产生更高亮度 的浆料或纸制品。一种或多种氧化性纸浆改性剂的有效量设想在约0.01wt％至约50wt％的范围内。优选地，一种或多种氧化性纸浆改性剂以从约1wt％至20wt％存在。最优选地，所述组合物包括约5wt％至约15wt％的一种或多种氧化性纸浆改性剂。 
代表性的氧化性纸浆改性剂包括过碳酸盐、过硼酸盐、过氧化氢、活化过氧化氢、有机过氧酸及其盐、双环氧乙烷、卤胺(halogenamine)、无机过氧化物、超氧化物和过氧化物-超氧化物、无机过氧酸及其盐、过氧化水合物、水溶性有机过氧化物、亚硝基二磺酸盐、次氯酸盐、次溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、高氯酸盐、二氧化氯、氯胺、氯代酰胺、氯磺酰胺、溴胺、溴代酰胺、溴磺酰胺、氯磺酸、溴磺酸、氯、类似物，及其组合。 
氧化性纸浆改性剂可与一种或多种“活化剂”组合使用。活化剂包括通过催化氧化反应、改变pH、或者催化氧化反应与改变pH两者来提高氧化剂效用的组合物。代表性的活化剂包括但不限于：磷酸；磷酸二氢钠；硫酸氢钠；碳酸氢钠；TEMPO(2，2，6，6-四甲基哌啶氧基)；4-羟基-TEMPO；钼酸铵；四乙酰乙二胺(TAED)；和影响氧化速率的pH改变化学品，诸如乙酸。 
碱(代表性的pH控制化学品)的存在，通常以降低纸制品亮度为代价增强了纸制品。在一个实施方案中，本发明包括使用碱或其它pH控制化学品。本发明的组合物和方法具有实现使用这样的碱或pH控制化学品来增加纸制品的机械强度，而不降低纸制品的亮度的益处。代表性的pH控制化学品包括磷酸三钠、偏硼酸钠、碳酸铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化四甲铵、氢氧化铵、氢氧化镁、碳酸镁、硅酸钠、碳酸钠、类似物，及其组合。通常，在一个实施方案中，所述组合物包括约5wt％至约90wt％的pH控制化学品。一种或多种pH控制化学品在所述组合物中的更优选范围是从约20wt％至约50wt％。 
应理解，所述组合物可包括如在某些应用中所需的其它有机化合物和无机化合物，例如盐、溶剂和/或润湿剂。任何其它这样的化合物可被包括在内，而不与本发明范围不同。 
应用方法 
所述组合物可被应用到木片或浆料上，以制备用于机械制浆(例如，在料仓(chip silo)、运输带、或常压蒸汽嘴中)的物料或在机械制浆期间(例如磨碎、精磨)的物料。可在该工艺的不同阶段分开地应用这些组分。例如，表面活性剂可在运输带上与木片接触，并且还原性纸浆改性剂可在精磨期间被引入到浆料中。实施本发明方法的优选方式是在机械制浆工艺之前或在机械制浆工艺期间以单一制剂的形式。 
应理解，可通过任何可用的方式来应用所述组合物，所述方式诸如喷到木片原料上、与液体(即稀释水)混合、与蒸汽一起应用(例如在精磨机中借助蒸汽管)、类似方式，及其组合。本发明组合物作为单一制剂或者以分开的组分被应用的精确位置，取决于涉及的具体装置、所使用的确切工艺条件、及类似情形。在一些情形中，为了最佳效果，可在一个或多个位置处添加所述组合物。 
在一个实施方案中，在机械制浆阶段，本发明的组合物被直接进料到精磨机中。在一个实施方案中，所述方法包括将浆料与基于烘干纸浆的约0.001wt％至约5wt％的烷醇烷氧基化物表面活性剂(如以上更详细地说明的)接触。更优选地，表面活性剂水平是基于烘干纸浆，从约0.003wt％至约0.2wt％。最优选的表面活性剂水平是基于烘干纸浆，从约0.005wt％至0.1wt％。 
在另一个实施方案中，所述方法包括将基于烘干纸浆的约0.005wt％至约5wt％的一种或多种还原性纸浆改性剂(如以上更详细地说明的)引入到浆料中。优选地，还原性纸浆改性剂是基于烘干纸浆，从约0.01wt％至约0.5wt％来添加的。最优选地，一种或多种还原性纸浆改性剂是基于烘干纸浆，从约0.02wt％至约0.1wt％来添加的。 
在一个实施方案中，所述方法包括将基于烘干纸浆的约0.01wt％至约5wt％的一种或多种氧化性纸浆改性剂引入到浆料中。氧化性纸浆改性剂的优选水平是基于烘干纸浆，从约0.01wt％至约0.5wt％。一种或多种氧化性纸浆改性剂的最优选剂量是基于烘干纸浆，从约0.02wt％至约0.1wt％。 
在某些实施方案中需要一种或多种控制或调节pH的化学品。取决于系统的pH需求或pH，pH控制化学品的水平可变化。这些实施方案包括将基于烘干纸浆的从约0.05wt％至约10wt％的一种或多种pH控制化学品引入到浆料中(如已陈述的，与组合物的一种或多种其它组分或者分开地，或者一起混合地)。在一个实施方案中，引入基于烘干纸浆的从约0.1wt％至约2wt％的pH控制化学品。在优选的实施方案中，使用基于烘干纸浆的从约0.4wt％至约1wt％的pH控制化学品。 
实施例 
参照下列实施例可更好地理解前述内容，下列实施例意欲说明实施本发明的方法，并不意欲限制本发明的范围。 
在下列实施例中所使用的组合物列在下面。除非另有说明，所有的百分比是重量百分数(wt％)。 
i.组合物A：约14.5％螯合剂、约17.5％水溶助剂和约3％表面活性剂。 
ii.组合物A1：约0.15％螯合剂和约0.15％组合物A。 
iii.组合物B：约5.4％螯合剂、约15.2％水溶助剂、约1.3％表面活性剂和约16.2％还原性纸浆改性剂。 
iv.组合物B1：约0.3％组合物A和约0.2％还原性纸浆改性剂。 
v.组合物C：约0.3％组合物A、约0.2％还原性纸浆改性剂和约2％pH控制化学品。 
vi.组合物C1：约0.3％组合物A、约0.2％还原性纸浆改性剂和约1％磷酸三钠(Na3PO4)。 
vii.组合物C2：约0.3％组合物A、约0.2％还原性纸浆改性剂和约0.5％pH控制化学品。 
viii.组合物D：约0.5％组合物B和约0.5％NaOH。 
ix.组合物E：约0.3％组合物A、约0.2％还原性纸浆改性剂和约0.5％ pH控制化学品。 
x.组合物F：约0.3％组合物A、约0.2％还原性纸浆改性剂和约1％偏硼酸钠(NaBO2)。 
xi.组合物G：约0.5％组合物A和约1％氧化性纸浆改性剂。 
xii.组合物H：约0.5％组合物A和约1％氧化性纸浆改性剂。 
xiii.组合物I：约0.3％组合物A、约0.2％还原性纸浆改性剂、约0.25％碱和约0.25％pH控制化学品。 
xiv.组合物J：约0.3％组合物A、约0.2％还原性纸浆改性剂和约0.5％pH控制化学品。 
xv.组合物K：约16％表面活性剂。 
xvi.组合物L：约24％pH控制化学品、约2％螯合剂和约9.5％还原性纸浆改性剂。 
xvii.组合物M：约0.1％组合物L和约0.5％氢氧化钠。 
xviii.组合物N：约24％pH控制化学品、约2％螯合剂和约9.5％亚硫酸钠。 
xix.组合物O：约0.5％组合物N和约0.5％氢氧化钠。 
对于以下实施例，基于游离度来选择浆料和工艺条件，以便这些处理不会将游离度降低到低于200ml CSF的值。浆料通常被与组合物混合，且可在蒸煮器中于约120℃与约150℃之间被加热和蒸煮。可选择的加热方法包括在微波中于约80℃预热、用红外能加热、或者通过使用任何适合方式加热。已蒸煮的纸浆可随后在PFI碾磨机中被精磨，取决于设定值，所述PFI碾磨机在从约2,000RPM至约20,000RPM运转。 
用去离子水将已处理的纸浆稀释至5％稠度，然后脱水至20％稠度。用从2.5wt％至3wt％H2O2、约2wt％NaOH和任选地约1.13wt％硅酸钠，将已脱水的纸浆在10％稠度、70℃漂白约1小时。使用布氏漏斗(5克烘干纸浆、φ15cm、加压和空气干燥)和/或Noble&Wood手抄片(handsheet)模(8in2、60g/m2)，来制造手抄片。使用Elrepho仪和Technodyne仪(ISO 亮度-R457)，测量亮度。所有的百分比是产物相对烘干纸浆的重量百分数。 
实施例I 
TMP：GWD-不合格品(reject)，在微波中于150℃加热并蒸煮20min，PFI碾磨机20,000RPM碾磨(减力打浆(reduced-force beating))，用2.5％H2O2来漂白。亮度测量值显示于下面表I中。 
表I 
  样品处理   亮度
  对照   68.37
  组合物B   73.11
实施例II 
CTMP：GWD-不合格品，1.8％亚硫酸钠被添加到纸浆，在微波中于150℃加热并蒸煮20min，PFI碾磨机20,000RPM碾磨(减力打浆)，起始pH 8.1，用2.5％H2O2来漂白。游离度(CSF，ml)和亮度测量值显示于表II中。 
Figure G2007800410428D00181
03PO054(“FB03”)是纸浆亮度增强剂，可获自伊利诺伊州内珀维尔的Nalco 
Figure G2007800410428D00182
表II 
  样品处理   游离度   亮度
  对照：无螯合剂*   645   71.57
  对照：0.2％FB03*     76.67
  0.15％DTPA，无螯合剂*   650   74.85
  0.15％DTPA，0.2％FB03*     77.33
  0.15％组合物A1，无螯合剂*   565   68.98
  0.15％组合物A1，0.2％FB03*     72.90
  组合物A1，无螯合剂*   545   74.96
  组合物A1，0.2％FB03*     77.51
*在漂白阶段 
实施例III 
CTMP：TMP-合格品(accept)，0.5％NaOH和1％Na2SO3被添加到纸浆，于120℃加热并蒸煮15min；PFI碾磨机1,000RPM碾磨，用2.5％ H2O2来漂白。亮度数据显示于表III中。 
表III 
  样品处理   亮度
  对照   53.6
  0.25％组合物A   55.4
  0.5％组合物A   55.3
实施例IV 
CTMP：TMP-合格品，0.5％NaOH和1％Na2SO3被添加到纸浆，于120℃加热并蒸煮15min，PFI碾磨机于2,000RPM碾磨，用2.5％H2O2来漂白。亮度、耐破指数(kPa·m2/g)和抗张指数(Nm/g)显示于表IV中。该实施例说明了在机械制浆阶段在碱存在下最小化的亮度损失，所述碱用来改进由漂白纸浆制造的手抄片的机械性能。 
表IV 
  样品处理   亮度   耐破指数   抗张指数
  对照   57.8   0.80   22.3
  0.5％组合物D   57.6   0.97   24.6
实施例V 
TMP：TMP-合格品，于120℃加热并蒸煮15min，PFI碾磨机于6,000RPM碾磨，用4％H2O2来漂白。原pH(pH-A)、PFI碾磨后pH(pH-B)、亮度测量值、耐破指数(kPa·m2/g)和抗张指数(Nm/g)显示于表V中。未漂白的纸浆具有50.09的亮度。 
表V 
  样品处理   pH-A   pH-B   亮度   耐破指数   抗张指数
  对照   4.2   4.3   53.3   1.02   24
  组合物B1   5.0   4.4   57.87   1.16   27
  组合物C   7.0   6.9   59.98   1.42   27
  组合物F   8.2   7.1   55.28   1.32   29
实施例VI 
TMP：GWD-不合格品，于120℃加热并蒸煮15min，PFI碾磨机在20,000RPM碾磨，用2.5％H2O2来漂白。原pH(pH-A)、PFI碾磨后pH (pH-B)、亮度测量值、耐破指数(kPa·m2/g)和抗张指数(Nm/g)显示于表VI中。与该组合物的其它组分组合的温和碱性缓冲导致亮度和机械完整性的明显改进。使用磷酸三钠或偏硼酸钠，这样的缓冲是可能的，磷酸三钠或偏硼酸钠是使用氢氧化钠的标准碱化的可能替代物。氢氧化钠提供了更高的强度，但是更温和的缓冲提供了更高的亮度。碱化通常负面地影响亮度，而所提议的组合物弥补了该不足。 
表VI 
  样品处理   pH-A   pH-B   亮度   耐破指数   抗张指数
  对照   6.4   5.8   71.30   1.16   25
  组合物D   11.1   6.2   75.02   1.42   32
  组合物C1   9.2   6.9   75.91   1.25   28
  组合物F   9.5   6.7   74.21   1.31   29
实施例VII 
TMP：TMP-合格品，于120℃加热并蒸煮15min，PFI碾磨机于6,000RPM碾磨，用4％H2O2来漂白。原pH(pH-A)、PFI碾磨后pH(pH-B)、亮度测量值、耐破指数(kPa·m2/g)和抗张指数(Nm/g)显示于表VII中。如可观察到的，磷酸三钠仅在高浓度下影响强度。在相同剂量下，偏硼酸盐更有效。该数据还显示了，将具有氧化剂-碱性缓冲剂的新化学性质的组合应用提供了明显的改进，所述氧化剂-碱性缓冲剂诸如过硼酸盐，且尤其是过碳酸盐。 
表VII 
  样品处理   pH-A   pH-B   亮度   耐破指数   抗张指数
  对照   4.3   4.12   53.43   1.02   25
  组合物C2   6.42   5.66   56.26   0.94   25
  组合物C1   6.62   6.51   56.41   1.25   24
  组合物F   8.02   7.09   55.65   1.40   28
  组合物G   7.53   7.78   60.7   1.16   27
  组合物H   7.21   6.75   56.19   1.25   26
实施例VIII 
TMP：GWD-不合格品，于120℃加热并蒸煮15min，PFI碾磨机于10,000RPM碾磨，用3％H2O2来漂白，1.13％硅酸钠被添加到纸浆。比较 的亮度测量值、耐破指数(kPa·m2/g)和抗张指数(Nm/g)显示于表VIII中。 
表VIII 
  样品处理   转鼓干燥  的亮度   空气干燥  的亮度   转鼓干燥  的白度   空气干燥  的白度   耐破  指数   抗张  指数
  组合物B   78.42   81.67   52.71   57.81   0.72   28.2
  组合物I   77.31   81.79   51.49   57.93   0.95   28.1
  组合物J   78.32   81.11   51.89   56.89   0.94   28.1
  组合物E   77.34   80.92   49.57   56.22   0.87   30.5
实施例IX 
TMP：GWD-不合格品，于120℃加热并蒸煮15min，PFI碾磨机于4,000RPM碾磨，用PAA和H2O2作为活性物质并用组合物B作为产物配制浆料，用3％H2O2和2％NaOH于70℃漂白1小时。表IX显示了未漂白的和已漂白的亮度和抗张指数(Nm/g)。 
表IX 
  样品处理   未漂白的亮度   已漂白的亮度   抗张指数
  对照   63.23   73.4   19.36
  0.5％NaOH   60.62   71.7   23.72
  0.5％NaOH  0.05％DTPA  0.02％FB03  0.2％H2O2   66.24   77.0   23.41
  0.25％NaOH  0.25％Na2CO3  0.05％DTPA  0.02％FB03  0.2％H2O2   66.45   77.5   23.11
  0.5％NaOH  0.05％DTPA  0.02％FB03  0.2％过乙酸   65.84   78.8   25.8
  0.5％NaOH  0.5％组合物B   63.54   77.8   27.41
[0176] 实施例X 
TMP：GWD-不合格品，于120℃加热并蒸煮5min，PFI碾磨机于4,000RPM碾磨，用PAA和H2O2作为活性物质并用组合物B作为产物配制浆料，用3％H2O2和2％NaOH于70℃漂白1小时。表X显示了已漂白的亮度和抗张指数(Nm/g)。 
表X 
  样品处理   已漂白的亮度   抗张指数
  对照   77.05   20.34
  0.25％NaOH   76.77   23.36
  0.085％Mg(OH)2   77.78   21.56
  0.25％NaOH  0.085％Mg(OH)2   76.81   23.46
  0.25％NaOH  0.25％组合物B   78.12   22.96
  0.25％NaOH  0.085％Mg(OH)2  0.25％组合物B   77.64   23.36
  0.25％NaOH  0.085％Mg(OH)2  0.25％组合物A   77.85   23.36
  0.25％NaOH  0.025％FB03   76.97   23.22
实施例XI 
评价了用于CTMP应用的原型产物(组合物A)。以6磅/吨烘干木片的速率来应用该组合物。在精磨阶段应用该组合物，并在多级精磨-漂白工艺期间关注组合物的效用。评价证实了，在精磨阶段的苛性去除(causticremoval)而不对纸强度、游离度、纤维束或能量消耗带来任何负面影响的可能性。组合物A还产生了亮度上的改进和在第一阶段漂白中更高的效率以及在第二阶段漂白中更少的过氧化物消耗。当在浸渍精磨阶段应用组合物A时，在第二阶段削减了过氧化物14千克/吨，漂白未对亮度产生负面影响，该亮度甚至比在正常条件下更高。在精磨阶段应用该组合物，提供了10％能量节约，这使得在应用相同能量时生产率增加10％。 
实施例XII 
试验的目的是减少所需的比能量，从而增加生产率。评价了TMP应用的原型产物(组合物B、组合物K和组合物M)。在精磨机阶段，组合物K以1磅/吨(0.45wt％)的速率被应用并且氢氧化钠以0.5wt％被应用到烘干木中。观察到每种原型的游离度减少，范围从4％(下降8ml)至9.7％(下降20ml)。未漂白纸浆的亮度通过组合物B增加了1.0点(point)和1.2点(于2磅/吨剂量)。未直接测量漂白纸浆的亮度增量，预期漂白纸浆的亮度增量比在未漂白纸浆中所观察到的亮度增量更高。裂断长度、抗张强度和抗张能量吸收(“TEA”)都被改进了，TEA增加达到24％。 
应理解，对在此所描述的目前优选实施方案的各种改变和变更，对本领域技术人员来说将是明显的。这样的改变和变更可被进行，而不脱离本发明的精神和范围，并且不减少本发明的预期优点。因此，预期这样的改变和变更被包含在所附的权利要求内。 

Claims (32)

1.一种机械纸浆，其包括改进机械制浆工艺的组合物，所述组合物包括：
(a)有效量的表面活性剂制剂，所述表面活性剂制剂具有一种或多种烷醇烷氧基化物表面活性剂，所述烷醇烷氧基化物表面活性剂具有式RO[(CH2CHCH3O)X(CH2CH2O)Y]M；其中R是C4至C40直链烷基、支链烷基或环烷基，X是从1至50，Y是从0至100，且M是H或碱金属；
(b)有效量的螯合剂制剂，所述螯合剂制剂具有一种或多种螯合剂；和
(c)有效量的水溶助剂制剂，所述水溶助剂制剂具有一种或多种水溶助剂。
2.如权利要求1所述的机械纸浆，其中所述组合物包括：
(a)0.05wt％至30wt％的所述表面活性剂；
(b)0.05wt％至50wt％的所述螯合剂；和
(c)0.05wt％至50wt％的所述水溶助剂。
3.如权利要求1所述的机械纸浆，其中所述螯合剂制剂包括选自由以下物质组成的组的一种或多种过渡金属螯合剂：氨基羧化物；氨基膦酸酯；聚磷酸酯；聚丙烯酸酯；有机磷酸酯；有机膦酸酯；磷酸酯；羧酸；二硫代氨基甲酸酯；及其组合。
4.如权利要求1所述的机械纸浆，其中所述组合物包括1∶1或更大的重量百分比的所述水溶助剂与所述螯合剂，和/或包括2∶1或更大的重量百分比的所述水溶助剂与所述表面活性剂。
5.如权利要求1所述的机械纸浆，其中所述水溶助剂制剂包括选自由以下物质组成的组的一种或多种水溶助剂：亚芳基磺酸盐；具有长链脂肪族取代基的碳水化合物；及其组合。
6.如权利要求1所述的机械纸浆，其中所述组合物还包括有效量的还原性纸浆改性剂制剂或者有效量的氧化性纸浆改性剂制剂，所述还原性纸浆改性剂制剂具有一种或多种还原性纸浆改性剂，所述氧化性纸浆改性剂制剂具有一种或多种氧化性纸浆改性剂。
7.如权利要求1所述的机械纸浆，其中所述组合物还包括有效量的一种或多种pH控制化学品。
8.如权利要求6所述的机械制浆，其中所述组合物包括0.01wt％至50wt％的所述还原性纸浆改性剂。
9.如权利要求6所述的机械纸浆，其中所述组合物包括0.01wt％至50wt％的所述氧化性纸浆改性剂。
10.如权利要求6所述的机械纸浆，其中所述还原性纸浆改性剂制剂包括选自由以下物质组成的组的一种或多种还原性纸浆改性剂：水溶性无机亚硫酸盐；亚硫酸氢盐；偏亚硫酸氢盐；取代的磷化氢及其叔盐；甲脒亚磺酸及其盐与衍生物；甲醛亚硫酸氢盐加合物和其它醛亚硫酸氢盐加合物；次硫酸盐；硫代硫酸盐；连二亚硫酸盐；连多硫酸盐；亚磺酰胺及亚磺酸的醚；次磺酰胺及次磺酸的醚；磺酰胺；磷化氢；鏻盐；亚磷酸酯；硫代亚磷酸酯；及其组合。
11.如权利要求6所述的机械纸浆，其中所述氧化性纸浆改性剂制剂包括选自由以下物质组成的组的一种或多种氧化性纸浆改性剂：过碳酸盐；过硼酸盐；过氧化氢；活化过氧化氢；有机过氧酸及其盐；双环氧乙烷；卤胺；无机过氧化物；超氧化物和过氧化物-超氧化物；无机过氧酸及其盐；过氧化水合物；水溶性有机过氧化物；亚硝基二磺酸盐；次氯酸盐；次溴酸盐；亚氯酸盐；氯酸盐；溴酸盐；高氯酸盐；二氧化氯；氯胺；氯代酰胺；氯磺酰胺；溴胺；溴代酰胺；溴磺酰胺；氯磺酸；溴磺酸；氯；及其组合。
12.如权利要求1所述的机械纸浆，其中所述组合物包括一种或多种pH控制化学品，所述pH控制化学品选自由以下物质组成的组：磷酸三钠；偏硼酸钠；碳酸铵；氢氧化钠；氢氧化钾；氢氧化锂；氢氧化四甲铵；氢氧化镁；碳酸镁；硅酸钠；碳酸钠；及其组合。
13.一种机械纸浆，其包括改进机械制浆工艺的组合物，所述组合物包括：
(a)有效量的烷醇烷氧基化物表面活性剂，所述烷醇烷氧基化物表面活性剂具有式RO[(CH2CHCH3O)X(CH2CH2O)Y]M；其中R是C4至C40直链烷基、支链烷基或环烷基，X是从1至50，Y是从0至100，且M是H或碱金属。
14.如权利要求13所述的机械纸浆，其中所述组合物包括0.05wt％至99wt％的所述烷醇烷氧基化物表面活性剂。
15.如权利要求13所述的机械纸浆，其中所述组合物还包括有效量的螯合剂制剂，所述螯合剂制剂具有一种或多种螯合剂。
16.如权利要求13所述的机械纸浆，其中所述组合物还包括有效量的水溶助剂制剂，所述水溶助剂制剂具有一种或多种水溶助剂。
17.如权利要求13所述的机械纸浆，其中所述组合物还包括有效量的还原性纸浆改性剂制剂或者有效量的氧化性纸浆改性剂制剂，所述还原性纸浆改性剂制剂具有一种或多种还原性纸浆改性剂，所述氧化性纸浆改性剂制剂具有一种或多种氧化性纸浆改性剂。
18.如权利要求13所述的机械纸浆，其中所述组合物还包括有效量的一种或多种pH控制化学品。
19.一种改进机械制浆工艺的方法，所述方法包括：
(a)将浆料与表面活性剂组合物接触，所述表面活性剂组合物包括有效量的烷醇烷氧基化物表面活性剂，所述烷醇烷氧基化物表面活性剂具有式RO[(CH2CHCH3O)X(CH2CH2O)Y]M；其中R是C4至C40直链烷基、支链烷基或环烷基，X是从1至50，Y是从0至100，且M是H或碱金属；
(b)将一种或多种水溶助剂引入到所述浆料中；
(c)其中步骤(a)和(b)在所述机械制浆工艺之前发生。
20.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括下述步骤：将一种或多种其它表面活性剂与所述表面活性剂组合物分开地、作为所述表面活性剂组合物的一部分、或者与所述表面活性剂组合物一起但不作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。
21.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括下述步骤：将一种或多种螯合剂与所述表面活性剂组合物分开地、作为所述表面活性剂组合物的一部分、或者与所述表面活性剂组合物一起但不作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。
22.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括下述步骤：将一种或多种还原性纸浆改性剂与所述表面活性剂组合物分开地、作为所述表面活性剂组合物的一部分、或者与所述表面活性剂组合物一起但不作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。
23.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括下述步骤：将一种或多种氧化性纸浆改性剂与所述表面活性剂组合物分开地、作为所述表面活性剂组合物的一部分、或者与所述表面活性剂组合物一起但不作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。
24.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括下述步骤：将一种或多种pH控制化学品与所述表面活性剂组合物分开地、作为所述表面活性剂组合物的一部分、或者与所述表面活性剂组合物一起但不作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。
25.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括下述步骤：将一种或多种表面活性剂、螯合剂、还原性纸浆改性剂、氧化性纸浆改性剂和pH控制化学品的组合与所述表面活性剂组合物分开地、作为所述表面活性剂组合物的一部分、或者与所述表面活性剂组合物一起但不作为所述表面活性剂组合物的一部分引入到所述浆料中。
26.如权利要求19所述的方法，其中R是C8至C22直链烷基、支链烷基或环烷基，X是从1至20，且Y是从1至80。
27.如权利要求19所述的方法，其包括将所述浆料与基于烘干纸浆的0.001wt％至5wt％的所述烷醇烷氧基化物表面活性剂接触。
28.如权利要求19所述的方法，其包括向所述浆料引入：
(a)基于烘干纸浆的0.005wt％至5wt％的还原性纸浆改性剂；
(b)基于烘干纸浆的0.01wt％至5wt％的氧化性纸浆改性剂；
(c)基于烘干纸浆的0.001wt％至5wt％的所述一种或多种水溶助剂；和/或
(d)基于烘干纸浆的0.05wt％至10wt％的pH控制化学品。
29.如权利要求24所述的方法，其中所述pH控制化学品包括碱，并且将所述碱引入到所述浆料中改进纸制品的机械强度，而不降低纸制品的亮度。
30.如权利要求19所述的方法，其包括将所述浆料与所述表面活性剂组合物接触和向所述浆料引入所述制剂中的一种或多种处于所述机械制浆工艺的同一阶段。
31.如权利要求19所述的方法，其包括同时地或顺序地进行将所述浆料与所述组合物接触和向所述浆料引入一种或多种表面活性剂、螯合剂、还原性纸浆改性剂、氧化性纸浆改性剂和pH控制化学品。
32.如权利要求19所述的方法，其中所述机械制浆工艺选自由以下组成的组：磨石磨木浆；加压磨木浆；盘磨机械制浆；加压盘磨机械制浆；热磨盘磨机械制浆；热磨机械制浆；热磨化学机械制浆；热磨机械化学制浆；长纤维化学机械制浆；和化学处理长纤维。
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