CN104797756B - 处理用于制造纸张或纸板等的纤维浆料的方法以及产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及处理用于制造纸张或纸板等的纤维浆料的方法。该方法包括获得纤维稠浆和向该纤维浆料中添加至少一种阳离子第一试剂,并单独地在添加该阳离子第一试剂后,以使得加入的绝对阳离子电荷对加入的绝对阴离子电荷的比为1:0.1至1:0.95的量向该纤维浆料中添加至少一种阴离子第二试剂,所述阴离子第二试剂是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈的水溶性阴离子共聚物。本发明还涉及通过使用纤维浆料制备的产品,所述纤维浆料通过使用该方法处理。
Description
技术领域
本发明涉及处理用于制造纸张或纸板等的纤维浆料的方法以及产品。
背景技术
当制备纤维浆料用于制造纸张或纸板等时,改变浆料和纤维的性质以改善成网过程中浆料的行为和/或改善成品纸张或纸板的性质。成品纸张或纸板的一种合意的性质是其干强度。可以机械地处理该纤维,例如通过机械精制(mechanical refining),或通过向浆料中添加不同化学品来处理该纤维浆料,由此改变该纤维浆料的性质。通常通过向该纤维浆料中添加干强剂如阳离子淀粉,或通过在造纸过程中添加含有阳离子聚合物和阴离子聚合物的聚电解质复合物来改善干强度。但是这些做法有它们的缺陷。尤其是它们对制造具有高填料含量的纸张而言并非最佳。
在造纸中,始终期望提高基纸中的填料含量,因为无机填料是相对便宜的原材料。但是提高填料含量会降低所形成的基纸的强度性质,并提高工艺中所需增强剂的量。在纸板制造中感兴趣的是制造具有低纸张定量的纸板,同时保持成品纸板的抗弯刚度。
发明内容
本发明的一个目的是尽量减少或甚至消除现有技术中存在的问题。
本发明的另一目的是提供一种方法,采用该方法,即使在高填料含量或在低纸张定量下也能够保持纸张或纸板的强度性质。
本发明的处理或制备用于制造纸张或纸板等的纤维浆料的典型方法包括:
-获得纤维稠浆,
-向该纤维稠浆中添加至少一种阳离子第一试剂,
-单独地在添加该阳离子第一试剂后,以使得加入的绝对阳离子电荷(absolutecationic charge)对加入的绝对阴离子电荷(absolute anionic charge)的比为1:0.1至1:0.95的量向该纤维浆料中添加至少一种阴离子第二试剂,其为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈的水溶性阴离子共聚物。
本发明的典型产物通过使用纤维稠浆制得,所述纤维稠浆通过采用本发明的方法制备或处理。
现在已经令人惊讶地发现,以优化阳离子与阴离子电荷之间的电荷比的量单独和顺序添加至少一种阳离子第一试剂和至少一种阴离子第二试剂能够有效的优化该纤维浆料的ζ电位。当阳离子第一试剂添加到纤维浆料中时,其与纤维表面的阴离子位点相互作用。随后添加阴离子第二试剂,由此其与连接到该纤维表面上的阳离子第一试剂相互作用,并形成纤维之间的“桥”。以这种方式,改善了纤维彼此之间的结合或附着(attachment),这改善了制得的纸张或纸板的强度性质。本发明由此能够优化阳离子第一试剂与阴离子第二试剂之间的电荷比,并能够更自由地选择使用的阳离子试剂。本发明提供了具有阳离子和阴离子层或位点的纤维,这改善了纤维之间的相互作用。相继添加第一和第二试剂还能够更自由地选择使用的单独的试剂。例如,有可能在具有高填料含量的体系中使用高阳离子度的第一试剂。
根据本发明的一个实施方案,该至少一种阳离子第一试剂与该至少一种阴离子第二试剂可以以使得加入的绝对阳离子电荷对加入的绝对阴离子电荷的比为1:0.1至1:0.5、优选1:0.2至1:0.4的量添加到该纤维浆料中。这种电荷比在所用试剂成本与成品纸张或纸板所获得的强度之间提供有利的优化。
根据本发明的另一实施方案,该至少一种阳离子第一试剂与该至少一种阴离子第二试剂可以以使得加入的绝对阳离子电荷对加入的绝对阴离子电荷的比为1:0.55至1:0.95、优选1:0.55至1:0.8、更优选1:0.6至1:0.8、再更优选1:0.6至1:0.7的量添加到该纤维浆料中。在一些情况下,成品纸张或纸板的高强度是所需要的。这可以通过使用规定的电荷比来获得,提供良好的强度结果。
在上下文中,术语“绝对阳离子电荷”和“绝对阴离子电荷”理解为在没有指示电荷量(charge quality)的前缀(prefix)的情况下的阳离子电荷值或阴离子电荷值。
该纤维浆料在添加该阳离子第一试剂与该阴离子第二试剂前表现出初始ζ电位值。根据本发明的一个实施方案,添加阳离子第一试剂将该纤维浆料的初始ζ电位值提高至第一ζ电位值,其为-15至+10mV,优选-10至0mV,并且添加该阴离子第二试剂将获得的第一ζ电位值降低1.5至10mV,优选2至5mV。由此,在添加阴离子第二试剂后,获得第二ζ电位值,该第二ζ电位值优选为-12至-0.5mV,更优选-10至-2mV。换句话说,优选将初始ζ电位值提高至接近中性或甚至正性的第一ζ电位值。常规上避免中性ζ电位附近的区域,因为其容易在流浆箱出口处产生过量泡沫并在形成的纸幅中产生滞留问题(retention problems)。但是,本发明能够将ζ电位提高至近中性区域,因为该阴离子第二试剂在浆料进入流浆箱出口之前和在形成纸幅之前从该问题区域降低该ζ电位。
该阳离子第一试剂优选在添加该阴离子第二试剂之前与该纤维浆料混合。换句话说,在添加该阴离子第二试剂之前使该阳离子第一试剂与该纤维相互作用。例如,可以在剪切阶段之前添加该阳离子第一试剂,在该剪切阶段中进行阳离子第一试剂与纤维稠浆的有效混合。由此可以通过将阳离子第一试剂添加到例如机器容器或类似设备中并进行有效混合来确保阳离子第一试剂与纤维之间的相互作用。该阳离子第一试剂还可以添加到连接管道中,在该连接管道中该阳离子第一试剂通过使用混合泵或混合喷射器等等混入该浆料中。在通常用于造纸厂或制板厂的长管道中,可以通过管道中的湍流来实现有效混合。在这种情况下,无需特定的混合作用,只要第一和第二试剂之间的添加间隔足够长。
根据一个优选实施方案,将该阳离子第一试剂添加到具有至少2%、优选至少3%、甚至更优选大约3.5%的稠度的纤维稠浆中。根据一个实施方案,将该阳离子第一试剂添加到具有优选2-5%、更优选3-4%的稠度的纤维稠浆中,即添加到稠浆中。在添加该阳离子第一试剂后,至迟在造纸机或纸板机的流浆箱处将该阴离子第二试剂添加到该纤维稠浆中。在一个实施方案中,优选将该阳离子第一试剂添加到该稠浆中,所述稠浆理解为具有至少20克/升、优选超过25克/升、更优选超过30克/升的稠度的纤维浆料。该阳离子第一试剂的添加优选位于浆料储存塔之后,但是在用短回路白水在网外白水坑(wire pit)或槽(离机筒仓)中稀释该稠浆之前。根据本发明的一个实施方案,该阳离子第一试剂与该阴离子第二试剂相继地添加到该纤维稠浆中,并在成网之前用造纸机或纸板机的短回路白水稀释该纤维稠浆。在上下文中,术语“短回路(short loop)”与术语“短循环(short circulation)”同义。短回路是指由网外白水坑到造纸机流浆箱并返回到网外白水坑的流动回路。该短回路自然包括位于网外白水坑与流浆箱之间流动回路中的所有的泵、清洗系统等等。
通常,以使得在添加该阳离子第一试剂后该纤维浆料的滤液具有<300μekv/l、优选<150μekv/l的阳离子需求量的量将该阳离子第一试剂添加到该纤维浆料中。通常,以使得在添加该阴离子第二试剂后该浆料滤液的阳离子需求量提高少于100μekv/l、优选提高少于50μekv/l的量添加该阴离子第二试剂。
该阳离子第一试剂可以选自丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物、阳离子淀粉以及它们的任意混合物。根据本发明的一个实施方案,有可能向该纤维浆料中添加一种阳离子第一试剂或多种阳离子第一试剂。在两种或多种的情况下,即使用多种阳离子第一试剂的情况下,它们可以以单一混合物或溶液形式添加到该浆料中,或同时但单独地添加到该浆料中,或一种接一种地相继添加到该浆料中。该阳离子第一试剂还可以是阳离子淀粉与丙烯酰胺的阳离子共聚物的混合物。
根据本发明的一个实施方案,该阳离子第一试剂是阳离子淀粉,其具有0.1至2毫当量/克、优选0.2至0.9毫当量/克、更优选0.35至0.85毫当量/克的电荷密度。适用于本发明的阳离子淀粉可以是用于造纸的任何阳离子淀粉,如马铃薯、大米、玉米、糯玉米、小苗、大麦或木薯淀粉,优选玉米、小麦、马铃薯或木薯淀粉。支链淀粉含量可以为65-90%、优选70-85%,直链淀粉含量可以为10-35%、优选15-30%。根据一个实施方案,阳离子第一试剂是阳离子淀粉,其中该淀粉单位的至少70重量%具有超过700 000道尔顿、优选超过20 000000道尔顿的平均分子量(MW)。
淀粉可以通过任何合适的方法阳离子化。淀粉优选通过使用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵阳离子化,2,3-环氧丙基三甲基氯化铵是优选的。还有可能通过使用阳离子丙烯酰胺衍生物如(3-丙烯酰胺基丙基)-三甲基氯化铵来阳离子化淀粉。通常阳离子淀粉可以包含阳离子基团,如季铵基团。根据一个实施方案,该阳离子第一试剂是阳离子淀粉,其具有0.01-0.20、优选0.015-0.1、更优选0.02-0.08的取代度(DS)——指示每葡萄糖单位平均在淀粉中的阳离子基团数量。
根据一个实施方案,该阳离子淀粉优选是未降解阳离子淀粉,其仅通过阳离子化改性,并且其骨架是非降解和非交联的。
根据本发明的另一实施方案,该阳离子第一试剂可以是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物。根据本发明的一个实施方案,该阳离子第一试剂是具有300 000-3 000000克/摩尔、优选400 000-2 000 000克/摩尔、更优选500 000-1 500 000克/摩尔、甚至更优选500 000-1 000 000克/摩尔的平均分子量(MW)的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物。丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物可以通过使丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与阳离子单体共聚合来制得。该阳离子第一试剂可以是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与至少一种阳离子单体的阳离子共聚物,所述阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、3-(丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺和类似单体。根据本发明的一个优选实施方案,阳离子第一试剂是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的共聚物。阳离子聚丙烯酰胺还可以含有其它单体,只要其净电荷是阳离子的,并且其具有丙烯酰胺/甲基丙烯酰胺骨架。还可以在聚合后对丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺基聚合物进行处理以赋予其阳离子性,例如通过使用霍夫曼反应或曼尼希反应。
丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物可以通过常规自由基引发聚合方法来制备。该聚合可以通过使用在水中的溶液聚合、在水中的凝胶状溶液聚合、水分散聚合、在有机介质中的分散聚合或在有机介质中的乳液聚合来进行。该丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物可以以在有机介质中的乳液、水分散体或在水中的溶液形式获得,或在任选的聚合后的过滤与干燥步骤后以干粉末或干颗粒形式获得。该丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物的电荷密度可以为0.2-5毫当量/克、优选0.3-4毫当量/克、更优选0.5-3毫当量/克、甚至更优选0.7-1.5毫当量/克。
该阴离子第二试剂是水溶性聚合物。术语“水溶性”在本申请的上下文中理解为该阴离子第二试剂为溶液形式,其与水完全混溶。阴离子第二试剂的聚合物溶液基本上不含离散的聚合物颗粒。该阴离子第二试剂可以是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈与烯属不饱和单体的共聚物。该烯属不饱和单体可以选自丙烯酸、(甲基)丙烯酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸、乙烯基磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。也可以包含不带电荷的单体,只要该聚合物的净电荷是阴离子的,并且该聚合物具有丙烯酰胺/甲基丙烯酰胺骨架。优选第二试剂是包含连接到聚合物骨架上的阴离子基团的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈的阴离子共聚物。
该阴离子第二试剂可以是交联或未交联的、直链或支链的。根据本发明的一个实施方案,该阴离子第二试剂优选是直链的。该阴离子第二试剂可以具有200 000-2 000 000克/摩尔、优选200 000-1 000 000克/摩尔的平均分子量和/或0.4-5毫当量/克、优选0.5-4毫当量/克、更优选0.6-3毫当量/克、0.8-2.5毫当量/克、甚至更优选0.8-1.5毫当量/克的阴离子电荷。
根据本发明的一个实施方案,有可能将两种或多种不同的阴离子第二试剂添加到该纤维浆料中。在使用多种不同的阴离子第二试剂的情况下,它们可以以混合物形式添加到该浆料中,或同时但单独地添加到该浆料中,或一种接一种地相继添加到该浆料中。两种或多种阴离子第二试剂可以在其物理和/或化学性质的基础上彼此不同,如粘度、化学结构等等。
例如,在本发明的一个实施方案中,已经如上所述用该阳离子第一试剂与该阴离子第二试剂处理过的纤维浆料用于制造产品,所述产品是具有>10%、优选>20%、更优选>25%的原纸灰分含量的纸张或纸板等。该纸张或纸板等任选还包含至少5千克/(吨原纸)、优选至少10千克/(吨原纸)的淀粉和至少0.3千克/(吨原纸)、优选至少0.6千克/(吨原纸)的阴离子聚丙烯酰胺。Standard ISO 1762,温度525℃,用于灰分含量测量。
在本发明的一个实施方案中,已经如上所述用该阳离子第一试剂与该阴离子第二试剂处理过的纤维浆料用于制造具有5-45%、优选13-30%、更优选13-25%、甚至更优选15-25%的原纸灰分含量的纸张产品。
根据本发明的另一实施方案,已经如上所述用该阳离子第一试剂与该阴离子第二试剂处理过的纤维浆料用于制造以0.3-4千克/(吨稠浆)的量包含淀粉和以至少>0.1千克/(吨稠浆)、优选>0.4千克/(吨稠浆)的量包含阴离子聚丙烯酰胺的作为多层纸板的产品。
试验
在下面的非限制性实施例中进一步描述本发明的一些实施方案。
用Rapid纸样抄取器,ISO 5269/2制造手抄纸的一般原理如下:
如果可得的话用造纸机工业水的澄清滤液,或用自来水(其电导率已经用NaCl调节以符合真实工艺水的电导率)将纤维悬浮液稀释至1%的稠度。纸浆悬浮液在恒定的搅拌速率下搅拌。纸板浆料的搅拌在1000rpm下在具有螺旋桨混合器的罐中进行,纸张浆料则在1500rpm下进行。在搅拌下向该悬浮液中加入用于改善干强度的处理剂。由加入第一处理剂起,总搅拌时间为5分钟以确保适当的反应。当使用本发明的处理剂体系时,首先添加阳离子第一试剂,在添加该第一试剂后2分钟添加阴离子第二试剂。在5分钟的总搅拌时间后,用白水——即来自造纸机网部的滤液——将该纸浆悬浮液稀释至0.5%的稠度。如果有的话,任选的助留化学品在纸页成形(sheet forming)前10秒向纸浆浆液中添加并搅拌。如果需要的话,在纸页成形前20秒向浆料中添加任选的填料。所有纸页在真空干燥器中在1000毫巴压力和92℃温度下干燥5分钟。在干燥后,纸页在23℃下在50%相对湿度中预调节24小时,随后测试纸页的抗拉强度。
纸浆样品的ζ电位测量的一般原理如下:
如果可得的话用造纸机工业水的澄清滤液,或用自来水(其电导率已经用NaCl调节以符合真实工艺水的电导率)将用于ζ电位测量的纸浆样品稀释至大约1%的稠度。使用Mütek SZP-06Systemζ电位仪(BTG Instruments GmbH,Herrsching,Germany)测定ζ电位。该设备施加真空以便朝向筛网抽吸纸浆浆料,并在两个电极之间形成细料(fines)与纤维的垫。脉动真空使得水相振动穿过该塞,由此切断抗衡离子并产生流动电位(streamingpotential)。通过使用测得的流动电位、电导率和压力差来计算该ζ电位。各次测量前的化学处理时间在5分钟内获得。
纸浆样品的其它测量:
表1中公开了用于表征纸浆的其它测量方法与装置。
表1.用于表征纸浆的方法与装置
测量 | 装置 |
pH | 美国德克萨斯州Van London-pHoenix公司的Knick Portamess. |
电荷 | 德国赫尔辛BTG Instruments股份有限公司的Mütek PCD 03 |
COD | 德国杜塞尔多夫Hach Lange股份有限公司的DR Lange Lasa 100 |
手抄纸样品的测量:
表2中公开了用于表征手抄纸样品的测量方法与装置。
表2.测得的手抄纸性质与标准方法
测量 | 标准,装置 |
克重 | ISO 536,Mettler Toledo |
灰分含量 | ISO 1762,Precisa PrepAsh 229 |
抗拉强度 | ISO 1924-3,Lorentzen&Wettre拉力试验机 |
Scott bond | T 569,Huygen内部结合试验机 |
实施例1
使用以下原材料和化学品如上所述形成手抄纸。
纤维:旧瓦楞纸板,OCC,50%的长纤维部分和50%的短纤维部分
第一试剂:试剂A是阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺的复合材料,试剂B是乙醛酸化阳离子聚丙烯酰胺
第二试剂:阴离子聚丙烯酰胺
助留剂:阳离子聚丙烯酰胺,剂量150克/吨。
纸页纸张定量:110g/m2.
表3中给出了使用的纤维部分、澄清滤液和白水的性质。通过上述方法与装置获得这些值。
表3.实施例1的纤维组分、澄清滤液和白水的性质
在10%的灰分含量下测量手抄纸的抗拉强度值。在表4中给出了结果。C/A值是添加的绝对阳离子电荷对添加的绝对阴离子电荷的比。当向该浆料中添加阳离子第一试剂和阴离子第二试剂时观察到抗拉强度的改善。
表4.实施例1中制备的手抄纸的结果
实施例2
使用以下原材料和化学品如上所述形成手抄纸。
纤维材料:高级纸牛皮纸浆,75%桦木部分和25%松木部分
第一试剂:试剂S是具有DS 0.035的阳离子马铃薯淀粉,试剂A是阳离子淀粉与阳离子聚丙烯酰胺的复合材料
第二试剂:阴离子聚丙烯酰胺
助留剂:阳离子聚丙烯酰胺,剂量150克/吨。
填料:沉淀碳酸钙
纸页纸张定量:80g/m2。
表5中给出了使用的纤维组分、澄清滤液和白水的性质。通过上述方法与装置获得这些值。
表5.实施例2的纤维组分、澄清滤液和白水的性质
松木部分 | 桦木部分 | 澄清滤液 | 白水 | |
pH | 7.9 | 8.15 | 7.3 | 7.75 |
电荷,μekv/l | -48.37 | -27.46 | -3.82 | -36.54 |
ζ电位,mV | -18.9 | -19.4 | - | - |
稠度,g/l | 25.9 | 22.38 | - | - |
灰分含量,% | 0.85 | 1.13 | - | - |
在10%的灰分含量下测量手抄纸的抗拉强度值。在表6中给出了结果。C/A值是添加的绝对阳离子电荷对添加的绝对阴离子电荷的比。当向该浆料中添加阳离子第一试剂和阴离子第二试剂时观察到抗拉强度的改善。随着阴离子第二试剂剂量的提高,抗拉强度也提高。
表6.实施例2中制备的手抄纸的结果
实施例3
使用以下原材料和化学品如上所述形成手抄纸。
纤维材料:高级纸牛皮纸浆,75%桦木部分和25%松木部分
第一试剂:试剂S是具有DS 0.035的阳离子马铃薯淀粉,试剂A是阳离子淀粉与阳离子聚丙烯酰胺的复合材料
第二试剂:阴离子聚丙烯酰胺
助留剂:阳离子聚丙烯酰胺,剂量150克/吨。
填料:沉淀碳酸钙
纸页纸张定量:80g/m2。
表7中给出了用于制造手抄纸的稠浆的性质。通过上述方法与装置获得这些值。
表7.实施例3中使用的稠浆的性质
稠浆 | |
pH | 8.3 |
电荷,μekv/l | -202 |
ζ电位,mV | 24.6 |
稠度,g/l | 38.3 |
灰分含量,% | 12.5 |
在30%的灰分含量下测量手抄纸的抗拉强度值。在表8中给出了结果。以与实施例2相同的方式定义C/A值。当向该浆料中添加阳离子第一试剂和阴离子第二试剂时观察到抗拉强度的改善。
表8.实施例3中制备的手抄纸的结果
实施例4
使用以下原材料和化学品如上所述形成手抄纸。
纤维材料:软木牛皮纸浆,松木
第一试剂:试剂S是具有DS 0.035的阳离子马铃薯淀粉,试剂A是阳离子淀粉与阳离子聚丙烯酰胺的复合材料
第二试剂:阴离子聚丙烯酰胺
助留剂:阳离子聚丙烯酰胺,剂量150克/吨。
填料:沉淀碳酸钙
纸页纸张定量:80g/m2.
表9中给出了用于制造手抄纸的稠浆的性质。通过上述方法与装置获得这些值。
表9.实施例4中使用的稠浆的性质.
测量手抄纸的抗拉强度值。在表10中给出了结果。C/A值是添加的绝对阳离子电荷对添加的绝对阴离子电荷的比。当向该浆料中添加阳离子第一试剂和阴离子第二试剂时观察到抗拉强度的改善。
表10.实施例4中制备的手抄纸的结果.
实施例5
使用以下原材料和化学品如上所述形成手抄纸。
纤维材料:56%CTMP,18%松木,26%损纸
第一试剂:试剂S是具有DS 0.035阳离子马铃薯淀粉,
第二试剂:阴离子聚丙烯酰胺
助留剂:阳离子聚丙烯酰胺,剂量150克/吨。
纸页纸张定量:110g/m2。
表11中给出了用于制造手抄纸的稠浆和白水的性质。通过上述方法与装置获得这些值。
表11.实施例5中使用的稠浆和白水的性质
稠浆 | 白水 | |
pH | 9.4 | 8.71 |
电荷,μekv/l | -106 | -9.9 |
ζ电位,mV | -22.5 | - |
稠度,g/l | 31 | - |
测量手抄纸的抗拉强度和内部结合强度值。在表12中给出了结果。C/A值是添加的绝对阳离子电荷对添加的绝对阴离子电荷的比。当向该浆料中添加阳离子第一试剂和阴离子第二试剂时观察到抗拉强度和内部结合强度的改善。
表12.实施例5中制备的手抄纸的结果
即使参照目前似乎是最实用和优选的实施方案描述了本发明,要理解的是本发明不应限于上述实施方案,而是本发明意在覆盖所述权利要求范围内的不同修改与等效技术解决方案。
Claims (20)
1.处理用于制造纸张或纸板等的纤维浆料的方法,所述方法包括:
-获得纤维稠浆,
-向所述纤维稠浆中添加至少一种阳离子第一试剂,所述阳离子第一试剂选自具有0.1-2毫当量/克的电荷密度的阳离子淀粉、具有0.2-5毫当量/克的电荷密度的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚及其任意的混合物,通过添加阳离子第一试剂使纤维浆料的初始ζ电位值提高至第一ζ电位值,其为-15至+10mV;
-单独地在添加所述阳离子第一试剂后,以使得加入的绝对阳离子电荷对加入的绝对阴离子电荷的比为1:0.1至1:0.95的量向所述纤维浆料中添加至少一种阴离子第二试剂,其为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈的水溶性阴离子共聚物,通过添加所述阴离子第二试剂使获得的第一ζ电位值降低1.5至10mV,其中所述阴离子第二试剂具有0.4-5毫当量/克的阴离子电荷;
其中在添加所述阴离子第二试剂之前使所述阳离子第一试剂与稠浆中的纤维相互作用。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述至少一种阳离子第一试剂和所述至少一种阴离子第二试剂以使得加入的绝对阳离子电荷对加入的绝对阴离子电荷的比为1:0.1至1:0.5的量添加到所述纤维浆料中。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述至少一种阳离子第一试剂和所述至少一种阴离子第二试剂以使得加入的绝对阳离子电荷对加入的绝对阴离子电荷的比为1:0.55至1:0.95的量添加到所述纤维浆料中。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于添加阳离子第一试剂使所述纤维浆料的初始ζ电位值提高至第一ζ电位值,其为-10至0mV,并且添加所述阴离子第二试剂使获得的第一ζ电位值降低2至5mV。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于将所述阳离子第一试剂添加到稠度为至少2%的纤维稠浆中。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂和所述阴离子第二试剂相继地添加到所述纤维稠浆中,并在成网之前用造纸机或纸板机的短回路白水稀释所述纤维稠浆。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于在剪切阶段之前添加所述阳离子第一试剂,在所述剪切阶段中进行所述阳离子第一试剂与所述纤维稠浆的有效混合。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于至迟在造纸机或纸板机的流浆箱处将所述阴离子第二试剂添加到所述纤维稠浆中。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于以单一混合物形式将两种或多种阳离子第一试剂添加到所述纤维稠浆中,或将两种或多种阳离子第一试剂一种接一种地连续添加到所述纤维稠浆中。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂是阳离子淀粉,其具有0.2-0.9毫当量/克的电荷密度。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂是阳离子淀粉,其具有65-90%的支链淀粉含量和10-35%的直链淀粉含量。
12.如权利要求10-11中任一项所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂是阳离子淀粉,其中所述淀粉单位的至少70重量%具有超过700 000道尔顿的平均分子量MW。
13.如权利要求10-11中任一项所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂是阳离子淀粉,其具有0.01-0.20的取代度DS。
14.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物,所述阳离子共聚物具有300 000-3 000 000克/摩尔的平均分子量MW。
15.如权利要求1或14所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与至少一种阳离子单体的阳离子共聚物,所述阳离子单体选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、3-(丙烯酰胺基)丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺和二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于所述阳离子第一试剂是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的共聚物。
17.如权利要求1或16所述的方法,其特征在于所述丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的阳离子共聚物的电荷密度为0.3-4毫当量/克。
18.如权利要求1所述的方法,其特征在于所述阴离子第二试剂是包含连接到聚合物骨架上的阴离子基团的丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈的阴离子共聚物。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于所述阴离子第二试剂是丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺或丙烯腈与烯属不饱和单体的共聚物,所述烯属不饱和单体选自丙烯酸、(甲基)丙烯酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸、乙烯基磺酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
20.如权利要求1、18或19所述的方法,其特征在于所述阴离子第二试剂具有200 000-2000 000克/摩尔的平均分子量和/或0.5-4毫当量/克的阴离子电荷。
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