CN115349042B - 含有阴离子纤维素衍生物的产品及其在造纸工业中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种产品，其包含：‑微原纤化纤维素组合物，‑淀粉衍生物，以及‑阴离子纤维素衍生物，其具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度，作为组合制剂用于同时或分别使用。本发明还涉及该产品作为强度添加剂用于提高纸张的初始湿纸幅强度和/或干拉伸强度的用途。
Description
本发明涉及造纸工业领域、特别是造纸。
纸通常由纸浆生产，纸浆是从木材或非木材材料(例如棉、甘蔗渣等)获得的木质纤维素纤维材料。木纸浆分为两大类：硬木纸浆或软木纸浆。硬木是来自被子植物树(例如桦树、桉树)的木材，而软木是来自裸子植物树(针叶树，例如云杉、松树)的木材。平均来说，软木纤维的长度是硬木纤维的三倍以上；这就是为什么从软木获得的纸浆被称为“长纤维纸浆”而从硬木获得的纸浆被称为“短纤维纸浆”的原因。由于增加的纤维长度通常提供更多的纤维间结合，软木纸浆通常导致产品具有比从硬木纸浆获得的产品更高的强度。
在造纸期间，提供纸浆并且可以将其精制并与水混合以提供含水纸浆混合物(或纸浆配料(pulp furnish))，其可以含有制造添加剂。含水纸浆混合物可以作为湿纸幅(wetweb)提供，然后将水从纸幅中排出，这提供了湿纸张(wet paper sheet)。然后将湿纸张压制、干燥、并且最后卷成大卷。
现今，工业上主要使用软木纸浆，因为它具有较高的纤维间结合特性，这允许机器以高速运行并且因此提高生产率。初始湿纸幅强度(IWWS)是描述纸张在干燥之前的强度的特征。当纸张的IWWS增加时，机器可以以更高的速度运行，从而提供显著的工业改进。
因此，需要增加包含短纤维的纸张、特别是主要包含短纤维的纸张、或甚至仅包含短纤维而不包含长纤维的纸张的IWWS。这种增加还将改进造纸期间机器的运转性能。
另外，使用硬木树如桉树在成本方面是有益的，因为桉树是仅8年之后就可以收获的快速生长的树。
现已发现，在造纸期间使用微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和阴离子纤维素衍生物作为添加剂使得能够提高初始湿纸幅强度，从而允许使用“短纤维纸浆”而不会遇到上述缺点。
另外，已经发现这些添加剂还赋予了关于增加干拉伸强度的有利特性。
干拉伸强度指示值得注意地从纤维强度、纤维长度和结合得到的强度。它可以用作在单张纸印刷机、卷筒纸印刷机或其他卷筒纸转换操作上印刷期间，纸(如印刷纸)的卷筒纸断裂的潜在阻力的指示。
在造纸期间使用微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和阴离子纤维素衍生物作为添加剂，从而允许获得具有总体改进的特性的纸张，特别是当用于印刷方法中时。
因此，本发明涉及一种产品(或套材)，其包含：
-微原纤化纤维素组合物，
-淀粉衍生物，以及
-阴离子纤维素衍生物，其具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度，
作为组合制剂用于同时或分别使用。
根据本发明的产品或套材是分开但功能上相互作用的单个组分的并置：微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和特定的阴离子纤维素衍生物(“套材”)。
“微原纤化纤维素组合物”是指包含存在于植物(包括木材)的细胞壁中的纤维素微原纤维或纤维素微原纤维束的组合物。微原纤化纤维素组合物可以源自木材或源自含纤维素的生物质，例如源自可能已经被加工的农作物，如农业废物、副产物或加工流的二次流。含纤维素的农业生物质可以源自蔬菜、水果、草、荞麦、豆科(Fabeceae)成员、或其组合。
微原纤化纤维素(MFC)也可互换地称为纳米原纤维纤维素(NFC)、纳米原纤化纤维素、纤维素纳米纤维、纳米尺度原纤化纤维素、微原纤维纤维素或纤维素纳米原纤维(CNF)。
微原纤化纤维素组合物中的微原纤维可以具有大于或等于1μm的长度以及包括在2nm与200nm之间的直径。
优选地，微原纤维长度包括在1μm与200μm之间、更优选地在10μm与100μm之间、甚至更优选地10μm与60μm之间。
优选地，微原纤维直径包括在2m与100m之间、更优选地在4nm与70nm之间、甚至更优选地在5nm与40nm之间。
优选地，当纤维素微原纤维形成束时，每个束包含在10与50根之间的微原纤维并且具有小于1μm的直径。
应注意，在本申请的上下文中，并且除非另有规定，否则所指示的数值范围应理解为包括在内。
由于微原纤化纤维素组合物可以从天然来源提取，因此其可以包含除了纤维素之外的其他组分。优选地，基于微原纤化纤维素组合物的干重，微原纤化纤维素组合物包含至少30wt％的纤维素、优选地在50wt％与99wt％之间的纤维素、更优选地在60wt％与90wt％之间的纤维素。
优选地，微原纤化纤维素组合物不溶于水中。在优选实施方式中，微原纤化纤维素组合物的微原纤化纤维素未被化学和/物理改性。
“淀粉衍生物”是指由直链淀粉和支链淀粉构成的淀粉，其可以通过经由其羟基接枝相同或不同的化合物而被化学改性。
有利地，淀粉衍生物衍生自用于造纸中的任何合适的淀粉，如马铃薯、大米、玉米、糯玉米、小麦、大麦或木薯淀粉，优选地小麦、玉米或马铃薯淀粉。典型地，淀粉的支链淀粉含量包括在65wt％与90wt％之间、优选地在70wt％与85wt％之间。
有利地，淀粉衍生物的淀粉单元的至少70wt％具有高于20000000g/mol、优选地高于50000000g/mol、更优选地高于100000000g/mol的数均分子量。
优选地，淀粉衍生物是化学改性的淀粉；更优选地，淀粉衍生物是阳离子淀粉。
淀粉可以通过任何合适的方法进行阳离子化。有利地，阳离子淀粉通过使用季铵化合物，优选地(3-丙烯酰胺基丙基)-三甲基氯化铵、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，更优选地2,3-环氧丙基三甲基氯化铵获得。
有利地，阳离子淀粉具有包括在0.01-0.3之间、优选地在0.02-0.1、更优选地在0.03-0.06之间的取代度，其中取代度指示淀粉的平均每葡萄糖单元上的阳离子基团的数目。
有利地，阳离子淀粉是非降解的，这意味着淀粉仅通过阳离子化被改性，并且其主链是非降解且非交联的。降解方法的实例是例如氧化和酸稀释。
“阴离子纤维素衍生物”是指通过在其阴离子形式下用羧甲基取代羟基的一些氢而被化学改性的纤维素(即，一些-OH基团被改性为-OCH2COO-基团)。
阴离子纤维素衍生物与羧甲基纤维素钠(CMC)的不同之处在于其较高的分子量和较低的取代度，取代度指示纤维素的平均每葡萄糖单元上的羧甲基的数目。
实际上，对于在造纸工业中的用途，CMC具有典型地包括在70000g/mol与100000g/mol之间的数均分子量，并且对于在造纸工业中的用途，取代度是至少0.6、典型地超过0.7。
相反地，阴离子纤维素衍生物具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度。
优选地，阴离子纤维素衍生物具有包括在400000g/mol与700000g/mol之间、更优选地在450000g/mol与650000g/mol之间、甚至更优选地在450000g/mol与600000g/mol之间的数均分子量。
优选地，阴离子纤维素衍生物的取代度包括在0.4与0.5之间、更优选地在0.45与0.5之间。
在优选实施方式中，阴离子纤维素衍生物具有包括在450000g/mol与600000g/mol之间的数均分子量和包括在0.45与0.5之间的取代度。
阴离子纤维素衍生物的数均分子量可以使用通过本领域技术人员已知的方法确定的其聚合度(DP)和取代度(DS)来计算，并且阴离子纤维素衍生物的近似数均分子量可以由以下计算：
DP x(162+81 x DS)，其中DP是聚合度并且DS是取代度。
根据本发明的产品或套材的微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和特定的阴离子纤维素衍生物可以在例如造纸工艺的工艺中同时或分别地(如顺序地)使用或引入。
有利地，根据本发明的产品可以与如下所定义的本领域中常用的添加剂一起用于含水纸浆混合物中。特别地，添加剂如保留体系，例如阳离子保留聚合物(例如天然和/或合成阳离子聚合物)、保留化学品(例如二氧化硅溶胶或膨润土)等。
本发明还涉及一种掺合物组合物，其包含：
-含水纸浆混合物，以及
-微原纤化纤维素组合物，
-淀粉衍生物，以及
-阴离子纤维素衍生物，其具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度。
“含水纸浆混合物”是指包含水和纸浆的混合物、优选地由水和纸浆组成的混合物。
“纸浆”意指源自软木、硬木或非木材来源如竹子或洋麻或其混合物的纤维状纤维素材料。优选地，纤维材料包含源自硬木或软木的纤维材料。纸浆可以是纤维素纤维材料并且可以源自任何合适的机械、半机械或化学制浆方法或任何它们的组合或本身已知的任何其他合适的制浆方法。此类纸浆可以是漂白的或未漂白的纸浆。纤维素纤维材料还可以包含源自回收纸板、纸或纸浆的纤维材料。例如，纤维素纤维材料可以包含源自硬木且具有0.5-1.5mm的长度(“短纤维”)和/或源自软木且具有2.0-7.5mm，如2.5-7.5mm的长度(“长纤维”)的纤维素纤维。通常软木纤维的长度是硬木纤维长度的三倍。
优选地，纸浆是木纸浆，更优选地，纸浆是硬木纸浆如桉树、山毛榉、桦树、枫树、柳树和蒲桃(rose apple)纸浆，甚至更优选地，桉树或桦树纸浆。
有利地，含水纸浆混合物包含相对于纤维的总重量至少80wt％的短纤维。优选地，“短纤维”是硬木纤维(来自例如桦树、桉树的纤维)。
硬木化学纸浆中的平均纤维长度典型地是0.5mm-1.5mm(“短纤维”)，并且软木化学纸浆中的平均纤维长度典型地是2.0mm-5.0mm(“长纤维”)。
相对于纤维的总重量，含水纸浆混合物的其余部分优选地包含长纤维、更优选地软木纤维(针叶树)。软木纸浆可以是例如松树或云杉纸浆。
优选地，掺合物组合物的含水纸浆混合物包含相对于纤维的总重量至少90wt％的短纤维、更优选地100wt％的短纤维。
有利地，含水纸浆混合物具有基于含水纸浆混合物的总重量小于3wt％、优选地小于2wt％、更优选地小于1wt％、例如0.5wt％的固体含量。
如上所述的微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和/或阴离子纤维素衍生物的所有一般和优选实施方式也适用于掺合物组合物。
因此，微原纤化纤维素组合物的微原纤化纤维素更优选地未被化学和/或物理改性，和/或淀粉衍生物更优选地是阳离子淀粉，和/或阴离子纤维素衍生物的取代度包括在0.4与0.5之间、更优选地在0.45与0.5之间。
有利地，根据本发明的掺合物组合物进一步包含至少一种添加剂，其可以与上述微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和阴离子纤维素衍生物同时或之后添加到含水纸浆混合物中。
例如，可以将保留体系如阳离子保留聚合物，例如至少一种天然和/或合成阳离子聚合物添加到含水纸浆混合物中。
阳离子保留聚合物可以是任何合适的保留聚合物，例如具有4000000Da至18000000Da、优选地4000000Da-12000000Da、更优选地7000000Da-10000000Da的平均分子量和/或0.2-2.5meq/g、优选地0.5-1.5meq/g、更优选地0.7-1.2meq/g的电荷密度的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。
保留聚合物的“平均分子量”值用于描述聚合物链长度的大小。平均分子量值由在25℃下以已知方式在1N NaCI中测量的特性粘度结果计算。所选择的毛细管适合用于待测量的粘度值，并且在本申请的测量中使用具有常数K＝0.005228的乌氏(Ubbelohde)毛细管粘度计。然后使用马克-霍温克(Mark-Houwink)方程[D]＝K·Ma以已知的方式由特性粘度结果计算平均分子量，其中[D]是特性粘度，M是分子量(g/mol)，并且K和a是在PolymerHandbook[聚合物手册],第四版,第2卷,编辑:J.Brandrup,E.H.Immergut和E.A.Grulke,约翰威立父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc.),美国,1999中给出的参数。
此外，聚合物的电荷密度可以在pH 7下确定，并且通过用Mütec PCD仪器用PesNa滴定来测量。绝对值在此被解释为实数x，它是x的非负值而不考虑其符号。例如1的绝对值是1，并且-1的绝对值也是1。
有利地，可以将保留化学品如二氧化硅颗粒或二氧化硅微粒(例如以二氧化硅溶胶或膨润土的形式)添加到含水纸浆混合物中。
基于二氧化硅溶胶的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量，可以将二氧化硅溶胶以约0.01wt％-0.06wt％的二氧化硅/含水纸浆混合物，例如约0.02wt％-0.06wt％、或0.03wt％至0.05wt％的量添加到含水纸浆混合物中。
有利地，基于微原纤化纤维素组合物的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量，微原纤化纤维素组合物在根据本发明的掺合物组合物中的量包括在0.3wt％与5wt％之间。
优选地，微原纤化纤维素组合物的量包括在0.4wt％与3wt％之间、更优选地在0.5wt％与2wt％之间，例如1wt％。
有利地，基于淀粉衍生物的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量，淀粉衍生物在根据本发明的掺合物组合物中的量包括在0.1wt％与2wt％之间。
优选地，淀粉衍生物的量包括在0.3wt％与1.8wt％之间、更优选地在0.5wt％与1.5wt％之间，例如0.5wt％。
有利地，基于阴离子纤维素衍生物的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量，阴离子纤维素衍生物在根据本发明的掺合物组合物中的量包括在0.05wt％与0.3wt％之间。
优选地，阴离子纤维素衍生物的量包括在0.05wt％与0.2wt％之间，例如0.2wt％。
在优选实施方式中，根据本发明的掺合物组合物包含：
-基于微原纤化纤维素组合物的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量在0.3wt％与5wt％之间的微原纤化纤维素组合物，
-基于阳离子淀粉的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量在0.1wt％与2wt％之间的阳离子淀粉，以及
-基于阴离子纤维素衍生物的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量，在0.05wt％与0.3wt％之间的阴离子纤维素衍生物，该阴离子纤维素衍生物具有包括在300000g/mol与800 000g/mol之间的分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度。
优选地，微原纤化纤维素组合物中的微原纤化纤维素未被化学和/或物理改性。
另外，特别地，根据本发明的掺合物组合物可以进一步包含保留体系，例如至少一种保留聚合物，如阳离子保留聚合物，优选地如上定义的阳离子聚丙烯酰胺，和/或至少一种其他保留化学品，如微粒，例如二氧化硅和/或膨润土颗粒。保留体系还可以包含第二保留聚合物(阳离子或阴离子的)，例如除了阳离子保留聚合物和任选地微粒之外。
本发明还涉及一种用于制备根据本发明的掺合物组合物的方法，其包括：
-提供含水纸浆混合物，
-将以下项掺合到含水纸浆混合物中：微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、以及阴离子纤维素衍生物，该阴离子纤维素衍生物具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度。
优选地，将如上所述的造纸技术领域中常用的该至少一种阳离子保留聚合物和/或该至少一种其他保留化学品和/或添加剂添加到含水纸浆混合物中。
含水纸浆混合物、微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和/或阴离子纤维素衍生物以及掺合物组合物的所有一般和优选实施方式也适用于制备掺合物组合物的方法。
特别地，含水纸浆混合物有利地具有基于含水纸浆混合物的总重量小于3％的固体含量。
可以将微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、以及阴离子纤维素衍生物同时或以任一顺序依次添加到含水纸浆混合物、或者稀浆料或稠浆料(stock)中。在本发明的一个实施方式中，可以将阴离子纤维素衍生物和/或微原纤化纤维素组合物添加到稠浆料中。优选地，将阴离子纤维素衍生物添加到稠浆料中。
特别地，基于浆料的总重量，稀浆料典型地具有小于2wt％，例如约1wt％的固体含量。此外，基于浆料的总重量，稠浆料典型地具有约3wt％至4wt％的固体含量。
在本发明的实施方式中，阴离子纤维素衍生物、淀粉衍生物、微原纤化纤维素组合物和任选的保留体系(例如任选的阳离子聚丙烯酰胺)可以根据该添加顺序依次添加。
此外，本发明涉及一种纸产品，其包含微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、以及阴离子纤维素衍生物，该阴离子纤维素衍生物具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度。
“纸产品”是指例如高级纸、印刷纸、卫生纸、纸巾或包装材料、或纸板。
优选地，纸产品例如选自高级纸、印刷纸、卫生纸、纸巾或包装材料。
微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、以及阴离子纤维素衍生物如上所述，包括实施方式。
优选地，根据本发明的纸产品由如上所述的含水纸浆混合物获得。特别地，根据本发明的纸产品优选地包含相对于纤维的总重量80wt％的短纤维、更优选地90wt％的短纤维、甚至更优选地100wt％的短纤维。
本发明还涉及一种用于制备纸产品的方法，其包括：
-提供含水纸浆混合物，
-将以下项掺合到含水纸浆混合物中：如上所述的微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和阴离子纤维素衍生物，以及任选地保留体系如阳离子聚丙烯酰胺，以形成根据本发明的掺合物组合物，以及
-通过使掺合物组合物排水形成湿纸张，
其中阴离子纤维素衍生物具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度。
优选地，用于制备根据本发明的纸产品的方法进一步包括：
-压制湿纸张，以及
-干燥湿纸张。
根据实施方式，在用于制备根据本发明的纸产品的方法中，在湿纸幅形成之前至少10分钟、优选地至少20分钟、更优选地约30分钟将阴离子纤维素衍生物添加到含水纸浆混合物中。
用于制备根据本发明的纸产品的该方法包括对于根据本发明的掺合物组合物所描述的所有实施方式，以及以上对于微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和阴离子纤维素衍生物所描述的所有一般和优选实施方式。
有利地，用于制备根据本发明的纸产品的该方法提供了如上所述的根据本发明的纸产品。
本发明涉及根据本发明的产品或套材作为强度添加剂用于增加纸张的初始湿纸幅强度和/或干拉伸强度的用途。
有利地，使用根据本发明的产品提高在纸产品的制备期间机器的运转性能。
本发明进一步涉及一种产品或套材，其包含：
-微原纤化纤维素组合物，
-淀粉衍生物，以及
-阴离子纤维素衍生物，其具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，和包括在0.3与0.65之间的取代度，
如上定义的，联合用于造纸工艺中。
“联合使用”意指使用如以上所定义的微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、以及具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，以及包括在0.3与0.65之间的取代度的阴离子纤维素衍生物，以便获得纸产品关于IWWS和/或干拉伸强度的期望特性，微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、以及具有包括在300000g/mol与800000g/mol之间的数均分子量，以及包括在0.3与0.65之间的取代度的阴离子纤维素衍生物能够在造纸过程中、优选地在含水纸浆混合物中同时地或单独地(如依次地)引入。
在以下实例中进一步描述本发明。应当理解，所要求保护的本发明不旨在以任何方式受限于这些实例。
实例1：由桦木纸浆制备的手工纸张的IWWS评价
1.1桦木配料的制浆
将桦木纸浆用Voith Sulzer-精炼机精炼至22的Schopper-Riegler(SR)值，其根据ISO 5267-1纸浆-排水能力的确定-第1部分：Schopper-Riegler方法中所述的方法确定。粉碎纸浆的稠度(或固体含量)是3wt％。在纸张形成之前将纸浆进一步用水稀释至相对于含水纸浆混合物的总重量0.5wt％的固体含量。
1.2手工纸张的制备
用动态纸张成形机(TechPap)制备实验室手工纸张。将化学品按以下顺序添加到纸浆体系中：
1.阴离子纤维素衍生物：ECA(诺力昂公司(Nouryon))；具有阴离子羧甲基取代基的化学改性纤维素，其具有包括在0.45与0.5之间的取代度和约500 000g/mol的数均分子量。
2.阳离子淀粉(Raisamyl)
3.甜菜来源的微原纤化纤维素组合物(MFC)，其具有基于MFC的干固体含量49wt％的纤维素含量，以及基于MFC的总重量18.6wt％的固体含量；1wt％MFC水溶液的布氏粘度在100rpm下是0.106Pa.s，并且在50rpm下是0.192Pa.s(使用V75叶片转子用于测量)
4.阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)：Fennopol K3400(凯米拉公司(Kemira Oyj))
5.二氧化硅微粒：浓度为6.5wt％的Fennosil 2180(凯米拉公司)。
添加这些化学品的正常延迟时间如下：在ECA之后30s添加阳离子淀粉，在ECA之后60s添加MFC，在ECA之后70s添加CPAM，并且在ECA之后80s添加二氧化硅，在添加ECA之后90s发生纸张形成。
纸张平均克重是100g/m2。
在纸张形成之后，将纸张放置在坐标纸之间并用实验室压区压机在5巴压力下压制。重复压制两次，之后将纸张切割成横向(CD)和机器方向(MD)15mm x 150mm的片。将这些片放入塑料小夹袋中，以避免在初始湿纸幅强度(IWWS)测量之前固体含量发生变化。
1.3固体含量、IWWS和干拉伸强度的测量
通过将样品放入150℃干燥器中持续10分钟并测量干燥纸片的重量损失来测量压制纸张的固体含量。
在干燥的纸张上测量干拉伸强度。
通过使用方法ISO 1924-3测量干拉伸强度。
用与干拉伸强度类似的拉伸强度测量设备测量IWWS，不同的是纸张没有干燥。每个测试点测量以每个机器方向8个单独的纸张以及每个横向6个单独的纸张重复。
1.4结果
不同测试组合物的结果示于下表1中，其中ECA、阳离子淀粉、MFC、CPAM和二氧化硅的百分比表示为基于组分的干固体含量相对于含水纸浆混合物的干固体含量的重量百分比。
组合物5和6是根据本发明的组合物，而组合物1-4是对比组合物。对于组合物1-5，以正常延迟时间(在添加ECA与纸张形成之间90秒)添加ECA，或者对于组合物6，以长延迟时间(在添加ECA与纸张形成之间30分钟)添加ECA。
表1
结果表明，对于类似的固体含量，由根据本发明获得的组合物5和6的桦木纸张具有更高的IWWS，而淀粉与ECA(组合物4)或MFC(组合物3)的组合导致纸张的IWWS小于仅添加淀粉获得的纸张(组合物2)。
此外，根据本发明的组合物5和6相对于参考纸张(组合物1)示出干拉伸强度的显著增加。
因此，结果表明，根据本发明的组合物能够大大增加IWWS以及干拉伸强度。
实例2：由桉木纸浆制备的手工纸张的IWWS评价
1.1桉木配料的制浆
通过按照实例1的第1.1点中所述的方法获得桉木纸浆。
1.2手工纸张的制备
根据实例1的第1.2点获得手工纸张，不同的是使用桉木纸浆代替桦木纸浆，并且使用不同的MFC。该MFC是甜菜来源的MFC，其具有基于MFC的干固体含量69wt％的纤维素含量，以及基于MFC的总重量7.7wt％的固体含量；1％MFC水溶液的布氏粘度在100rpm下是0.940Pa.s，并且在50rpm下是1.725Pa.s(使用V75叶片转子用于测量)。
1.3固体含量、IWWS和干拉伸强度的测量
根据实例1中所述的程序测量固体含量、IWWS和干拉伸强度。
1.4结果
不同测试组合物的结果示于下表2中，其中ECA、阳离子淀粉、MFC、CPAM和二氧化硅的百分比表示为相对于含水纸浆混合物的固体含量的干重量百分比。
组合物15是根据本发明的组合物，而组合物7-14是对比组合物。
对于所有组合物，以正常延迟时间(在添加ECA与纸张形成之间90秒)添加ECA。
表2
*纸浆由重量比为90/10的桉木/软木(长纤维)获得
结果表明，对于类似的固体含量，由根据本发明的组合物15(包含MFC、淀粉和ECA的组合)获得的纸张相对于参考桉木纸张(组合物7)具有增加的IWWS，以及增加的干拉伸强度。
另外，由组合物15获得的纸张达到接近由90/10桉木/软木制成的对比纸张(组合物8)的值，并且与该纸张(组合物8)相比具有增加的干拉伸强度，导致比由90/10桉木/软木制成的对比纸张更好的总体特性。
相反地，由对比组合物9、10、12(仅包含ECA、阳离子淀粉或MFC中的一种)中的任一种获得的桉木纸张没有兼具高IWWS和高干拉伸强度。
另外，当使用CMC代替ECA时，IWWS和干拉伸强度的改进并没有那么高(组合物10和11的比较，以及组合物14和15的比较)。
根据本发明的组合物允许由100％桉木纸浆获得纸张，其具有接近由90/10桉木/软木制成的纸张的IWWS(良好的运转性能)，而且具有比所述纸张更好的干拉伸强度(更好的处理特性)。
Claims (22)
1.作为组合制剂用于同时或分别使用的产品，其包含：
-微原纤化纤维素组合物，
-淀粉衍生物，以及
-阴离子纤维素衍生物，其具有在300000 g/mol与800000 g/mol之间的数均分子量，和在0.3与0.65之间的取代度。
2.根据权利要求1所述的产品，其中所述微原纤化纤维素组合物的微原纤化纤维素未被化学和/或物理改性。
3.根据权利要求1或2所述的产品，其中所述淀粉衍生物是阳离子淀粉。
4.根据权利要求1或2所述的产品，其中所述阴离子纤维素衍生物的取代度在0.45与0.5之间。
5.掺合物组合物，其包含：
-含水纸浆混合物，
-微原纤化纤维素组合物，
-淀粉衍生物，以及
-阴离子纤维素衍生物，其具有在300000 g/mol与800000 g/mol之间的数均分子量，和在0.3与0.65之间的取代度。
6.根据权利要求5所述的掺合物组合物，其中所述含水纸浆混合物包含相对于纤维的总重量至少80 wt%的短纤维。
7.根据权利要求5或6所述的掺合物组合物，其中所述微原纤化纤维素组合物的微原纤化纤维素未被化学和/或物理改性。
8.根据权利要求5或6所述的掺合物组合物，其中所述淀粉衍生物是阳离子淀粉。
9.根据权利要求5或6所述的掺合物组合物，其中所述阴离子纤维素衍生物的取代度在0.45与0.5之间。
10.根据权利要求5或6所述的掺合物组合物，其进一步包含保留体系。
11.根据权利要求10所述的掺合物组合物，其中所述保留体系包含至少一种阳离子聚丙烯酰胺。
12.根据权利要求5或6所述的掺合物组合物，其中基于所述微原纤化纤维素组合物的干固体含量相对于所述含水纸浆混合物的干固体含量，微原纤化纤维素组合物的量在0.3wt%与5 wt%之间。
13.根据权利要求5或6所述的掺合物组合物，其中基于所述淀粉衍生物的干固体含量相对于所述含水纸浆混合物的干固体含量，淀粉衍生物的量在0.1 wt%与2 wt%之间。
14.根据权利要求5或6所述的掺合物组合物，其中基于所述阴离子纤维素衍生物的干固体含量相对于所述含水纸浆混合物的干固体含量，阴离子纤维素衍生物的量在0.05 wt%与0.3 wt%之间。
15.用于制备根据权利要求5-14中任一项所述的掺合物组合物的方法，其包括：
-提供含水纸浆混合物，
-将微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、和阴离子纤维素衍生物、以及任选的保留体系掺合到所述含水纸浆混合物中，
其中所述阴离子纤维素衍生物具有在300000 g/mol与800000 g/mol之间的数均分子量，和在0.3与0.65之间的取代度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述含水纸浆混合物具有小于所述含水纸浆混合物中总固体含量的3%的固体含量。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述掺合物组合物的所述保留体系包含阳离子聚丙烯酰胺和/或二氧化硅颗粒。
18.用于制备纸产品的方法，其包括：
-提供含水纸浆混合物，
-将微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物和阴离子纤维素衍生物、以及任选的保留体系掺合到所述含水纸浆混合物中，以形成根据权利要求5-14中任一项所述的掺合物组合物，以及
-通过使所述掺合物组合物排水形成湿纸张，
其中所述阴离子纤维素衍生物具有在300000 g/mol与800000 g/mol之间的数均分子量，和在0.3与0.65之间的取代度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述保留体系为阳离子聚丙烯酰胺。
20.根据权利要求18所述的方法，其中在所述湿纸张形成之前至少10分钟将所述阴离子纤维素衍生物添加到所述含水纸浆混合物中。
21.纸产品，其包含微原纤化纤维素组合物、淀粉衍生物、以及阴离子纤维素衍生物，所述阴离子纤维素衍生物具有在300000 g/mol与800000 g/mol之间的数均分子量，和在0.3与0.65之间的取代度。
22.根据权利要求1-4中任一项所述的产品作为强度添加剂用于提高纸张的初始湿纸幅强度和/或干拉伸强度的用途。
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