CN1871400A - 用作沉积控制剂的高hlb非离子表面活性剂 - Google Patents

用作沉积控制剂的高hlb非离子表面活性剂 Download PDF

Info

Publication number
CN1871400A
CN1871400A CNA2004800306473A CN200480030647A CN1871400A CN 1871400 A CN1871400 A CN 1871400A CN A2004800306473 A CNA2004800306473 A CN A2004800306473A CN 200480030647 A CN200480030647 A CN 200480030647A CN 1871400 A CN1871400 A CN 1871400A
Authority
CN
China
Prior art keywords
surfactant
slurry
suspended substance
papermaking
pollutant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2004800306473A
Other languages
English (en)
Inventor
K·D·库哈姆
L·穆尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kemira Chemicals BV
Kemira Chemicals Inc
Original Assignee
Kemira Chemicals BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kemira Chemicals BV filed Critical Kemira Chemicals BV
Publication of CN1871400A publication Critical patent/CN1871400A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/08—Removal of fats, resins, pitch or waxes; Chemical or physical purification, i.e. refining, of crude cellulose by removing non-cellulosic contaminants, optionally combined with bleaching
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/02—Agents for preventing deposition on the paper mill equipment, e.g. pitch or slime control

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

提供一种在造纸操作中采用非离子高HLB表面活性剂抑制并清除沉积在造纸零件上的污染物，特别是由各种源浆源衍生的沥青和其它具有疏水表面的污染物的方法。

Description

用作沉积控制剂的高HLB非离子表面活性剂
技术领域
本发明涉及用于在造纸操作中抑制并清除沉积在造纸零件(parts)上的污染物，特别是由各种源(virgin)浆来源衍生的沥青和其它具有疏水表面的污染物的方法。
背景技术
造纸中遇到的沉积现象对纸机的运转性产生负面影响，与污染物有关的机器损坏造成停车，频繁的计划外清理、纸板质量问题、机器速度下降和其它导致机器效率降低和制造成本升高的问题。历史上，造纸厂一直依靠有害溶剂、腐蚀剂和其它危险材料来缓解此类沉积问题。此类化学品的使用常常要求造纸厂停下机器以便蒸煮清洗机器零件从而造成增加成本的停车。
目前，许多造纸方法在纸板成形中采用源浆与回收浆的混合物。这两种浆先在分开的加工阶段中进行加工，最终才在纸机浆池或混合浆池中彼此混合，再引入到网前箱(head box)中。在网前箱，浆被喷淋到造纸网上形成片状(纸板)，后者经脱水并从网上取下从而形成成品纸。
当今，大多数造纸操作采用机械、化学或半化学技术加工源浆。在机械操作中，鲜木的加工依靠机械剪切和强力作用将鲜木打散成为浆和其它组分。该方法通常从一个或两个“磨浆机(refiner)”阶段开始，其中木片被打散形成浆悬浮体。传统上，在第二磨浆机加入沥青分散剂如萘磺酸盐和木素磺酸盐，以防止在此过程中释放出的沥青沉积到造纸零件上去。在磨浆机阶段之后，浆悬浮体被引入到高温消潜浆池，在此，通常加入明矾和其它化学品以便将沥青固定在纤维上。第一消潜浆池之后通常是浓缩机阶段，在此，水被移出并在系统中做循环，然后是另一个消潜浆池(通常被称作高浓浆池)、漂白、清洗和筛渣阶段，然后再一个消潜浆池，即所谓低浓度浆池，随后才与回收浆进行混合。
化学制浆操作如硫酸盐制浆，依靠对压力蒸煮锅或称蒸煮器中的木片加热和加化学品。在硫酸盐方法中，氢氧化钠和硫化钠水溶液，被称作白液，选择性地溶解木素并使其变得可溶于蒸煮液。2～4h后，浆、废浆化学品和木材废物的混合物从蒸煮器中排出。该浆在若干通常被称之为“漂前洗浆机(brown stock washers)”的装置中进行洗涤以将它从黑液——制浆化学品和木材废物——中分离出来。漂前洗浆机以后，浆通常要过几道筛以便根据颗粒或纤维尺寸捡出浆。浆经此加工以后，它可与机械浆和/或回收浆进行混合再加工成纸板。沥青沉积在硫酸盐制浆过程期间是个问题，正如它对机械加工桨造成问题一样，尽管由于历史的原因，沥青(pitch)通常被称之为“树脂(resin)”，而清除沥青沉积物的过程传统上被称之为脱树脂作用(deresination)。由于本发明涉及沥青控制，而不问浆是在硫酸盐化学或机械操作中加工的，故术语“pitch”与“resin”在本申请中作为同义词使用。
半化学制浆类似于硫酸盐制浆法(Kraft pulping)，然而，只使用亚硫酸钠(有时用亚硫酸铵)生产一种混杂浆，它除掉的木素比机械浆多但比化学浆少。半化学浆按照类似于硫酸盐浆的方式洗涤和处理，但半化学制浆法的pH值为中性或微酸性，与化学制浆的碱性pH值条件相反。所形成的沥青/树脂可用本发明处理以防止在浆料的打浆和漂白工艺流中的沉积以及沥青/树脂在纸机零件和毡(felt)或铜网上的沉积。
许多非离子表面活性剂在造纸过程被用作洗涤剂，它们通常可表征为具有中等亲水/亲油平衡(值)(“HLB”)(即，介于10～14)。其它具有高HLB值(最高约18)的成分常常被加到造纸过程中，但是这些添加剂通常是作为乳液聚合或分散用途的增溶剂加入的。
如同Aston等人在美国专利4,995,944中所述，一种沉积物控制方法是将添加剂直接加入到浆料悬浮体中的用法，例如，加入阴离子芳基磺酸甲醛缩合物或阳离子二氰胺-甲醛缩合物。这些添加剂可起到螯合剂、分散剂或表面活性剂的作用。阳离子二氰胺-甲醛氨基塑料树脂据说能产生让沥青以分立颗粒的形式附着在浆料纤维上，从而使沥青颗粒均匀地分布在纤维本身的表面的作用。结果，据报道，在纸机表面积累的沥青数量下降，却不在纸产品中造成沥青的黑斑或斑点。
美国专利4,184,912，授予Payton，公开一种通过使沥青颗粒以异常细小的状态分散并乳化在最终浆料中，进而使颗粒均匀分布在整个成品纸中的防止沥青形成的方法。其沥青的沉积是依靠加入含有非离子表面活性剂加上阴离子表面活性剂和低分子量阴离子聚合物的三组分制剂来控制的。该三组分混合物被加入到造纸制浆系统通常形成沥青沉积物的那点以前。该专利所描述的非离子表面活性剂包括高级脂肪醇与环氧乙烷的缩合产物，例如，油醇与10个环氧乙烷单元的反应产物，以及烷基酚与环氧乙烷的缩合产物，例如，异辛基酚与12个环氧乙烷单元的反应产物。
现有技术中的几种方法特别着眼于对最初成形后纸板脱水时所用的造纸厂毡上的沥青沉积的控制。这些造纸厂毡通常以带状方式连续循环于纸板接触阶段和返回阶段之间。在纸板接触阶段期间，水通常借助压榨和/或真空被从纸板吸入到毡的孔隙中。清洁的毡，具有相对稀疏的细孔，对于高效的造纸是所期望的，因为这允许水更充分地从纸板中移出。
美国专利4,895,622，授予Barnett等人，公开一种用于控制压榨毡中聚合-絮凝粒状物质沉积的压榨毡调整处理剂。该处理剂包括较低分子量有机聚合物与亲水非离子或阴离子表面活性剂如9～40乙氧基化度的壬基酚乙氧基化物的组合。处理剂的施加方法是用一个或多个淡水喷淋头将该组合物计量喷到位于给毡脱水的压辊辊隙和真空或真空吸水箱之间的压榨毡上。
美国专利6,517,682，授予Hendriks等人，公开一种清除沉积在压榨毡上的粘着物质的方法，包括向毡直接施涂(优选地通过一个或多个淡水喷淋头)一种包含至少一种阳离子聚合物和至少一种HLB(亲水亲油平衡)介于约11～14的非离子表面活性剂的组合物。
美国专利5,520,781，授予Curham等人，公开一种清除沉积在压榨毡上的湿强度树脂的方法，包括向毡上直接施涂一种调整剂，它含有包括乙氧基化度大于30mol的乙氧基化壬基酚在内的若干成分。
可见，目前需要一种控制造纸过程中污染物沉积的方法。
发明概述
本发明通过提供一种按连续造纸操作造纸的方法满足上述要求，包括：令主要由源浆(virgin pulp)组成的第一浆分散体与含非离子高HLB(亲水亲油平衡)表面活性剂的第一组合物进行接触，并任选地令该浆悬浮体与含有回收浆的第二浆悬浮体进行混合，其中：
i)该浆悬浮体包含污染物；并且
ii)表面活性剂以足以控制所述污染物在造纸零件上沉积的数量加入。
本发明的其它实施方案涉及主要由非离子高HLB表面活性剂组成并且不含其它沉积控制剂的沉积控制组合物的应用。因此，在另一实施方案中，本发明提供一种按连续造纸操作造纸的方法，包括令浆悬浮体与一种主要由非离子高HLB表面活性剂组成的组合物进行接触，其中：
i)所述浆悬浮体包含污染物；并且
ii)所述表面活性剂以足以控制所述污染物在造纸零件上沉积的数量加入。
现已出乎意料地发现，具有高HLB的非离子表面活性剂能以令人惊奇的顺序起以下作用：(1)在制浆加工期间将天然木沥青和类似污染物保持在溶液/分散体中，和(2)在浆沉积到造纸网上时让沥青结合到纸板中。图1中的曲线图标绘出非离子表面活性剂的HLB对污染物沉积的影响。该曲线图展示，污染物沉积随着非离子表面活性剂的HLB增加到约14.0而急剧减少，并且随着HLB的进一步增加，此种污染物沉积的减少将保持并改进。
特别令人惊奇的是，这些功效可由非离子高HLB表面活性剂在不对造纸操作的其它方面产生负面影响的条件下实现。例如，由于高HLB非离子表面活性剂一般非常容易溶于水，故它们被认为能增加成形的纸板的保水率。另外，非离子高HLB表面活性剂被认为能有害地干扰造纸体系的其它化学添加剂，尤其是施胶添加剂。但出乎意料地发现，非离子高HLB表面活性剂可以按照低于压榨毡表面活性剂和中等HLB浆料表面活性剂通常加入或施加浓度的浓度加入到造纸体系中，而这样较低的浓度使该非离子高HLB表面活性剂可以加入却不干扰造纸操作的上述重要方面。
最大限度地减少沥青或树脂沉积的传统处理剂通常包含基于木素磺酸盐、萘磺酸盐和其它阴离子分散剂的化学品。这些类型分散剂大多为阴离子本性的，并且趋于增加源机械浆流的阴离子电荷。此种额外的阴离子电荷乃是造纸厂不希望的，因为需要更多的明矾、阳离子凝结剂和阳离子助留聚合物来最大限度减少阴离子电荷以求得良好纸机留着率。相比之下，本发明非离子表面活性剂不给体系增加负电荷，因此需要较少明矾或阳离子聚合物就能控制阳离子性要求(cationicdemand)。
另外，现有技术中包含的中等HLB表面活性剂为良好润湿剂并对最终纸产品的施胶产生负面影响。这些问题又与为具有要求效果所需大量(quantities)中等HLB表面活性剂的要求搅在一起。相比之下，现已惊奇地发现，本发明高HLB表面活性剂不是非常好的润湿剂并且能够以低于现有技术的中等HLB表面活性剂的剂量加入，从而对纸的施胶没有明显负面影响。
这些发现导致一种用于处理浆悬浮体以便抑制沥青/树脂和其它污染物沉积到造纸零件上的新方法。此种方法一般而言可应用于造纸过程的所有方面，但尤其适用于主要污染物通常是沥青的源木浆悬浮体的处理。现已发现，该表面活性剂能稳定沥青的大多为疏水性的表面并使它们实际上无法沉积到造纸零件上，尤其是对此种污染物具有亲和性的造纸塑料零件上。由于其作用机理，非离子高HLB表面活性剂可用于控制实际上任何具有大多为疏水性表面的污染物的沉积。
本发明方法优选以精确定位方式实施，包括将主要由非离子高HLB控制剂的组合物恰好引入到造纸操作中最需要控制沥青或树脂沉积的那一点。不论浆的来源如何，该方法皆可实施，既可用于机械加工的浆，也可用于化学加工的浆和半化学加工的浆。
于是，在机械方法中，可在源浆加工段的多个点加入非离子高HLB表面活性剂，例如，在第二磨浆机阶段、消潜浆池阶段(latency cheststage)、增浓机阶段(thicker stage)、高浓储浆池阶段(high densitychest stage)、漂白和清洗阶段、低浓储浆池阶段和/或纸机储浆池阶段。在化学方法中，表面活性剂可加入到经过化学处理后浆进行初次洗涤的漂前洗浆机中，在筛渣阶段，或者在已知沥青/树脂沉积成问题的任何一点。替代地，高HLB表面活性剂可加入到混合加工流(即，源浆和回收浆混合流)中，或者到此前经过了化学处理的加工流中，在各种不同阶段，例如，纸机储浆池或网前箱之前、期间或以后，或者通过喷淋机构直接到压榨毡。非离子高HLB表面活性剂在加入点立即控制污染物沉积，同时也控制随后阶段如压榨毡调整阶段的污染物沉积。
另外，由于组合物优选地主要由专门针对沥青和其它具有基本疏水性表面的污染物的高HLB表面活性剂组成，故可确切找出造纸零件上的沥青沉积问题，而不需要加入其它可能对造纸生产产生负面影响的沉积控制剂。
附图简述
图1是一种用壬基酚乙氧基化物控制沉积的体系中污染物沉积的图解关联，图中显示污染物沉积重量随壬基酚乙氧基化物的HLB逐渐增加而减少。
图2是一种用线型醇乙氧基化物控制沉积的体系中污染物沉积的图解关联，图中显示污染物沉积重量随线型醇乙氧基化物的HLB逐渐增加而减少。
图3是一种用十三醇乙氧基化物控制沉积的体系中污染物沉积的图解关联，图中显示污染物沉积重量随十三醇乙氧基化物的HLB逐渐增加而减少。
图4是一种用EO-PO嵌段共聚物衍生物控制沉积的体系中污染物沉积的图解关联，图中显示污染物沉积重量随EO-PO嵌段共聚物衍生物的HLB逐渐增加而减少。
发明详述
定义
术语烷基，如这里所使用的，除非另行规定，包括饱和直链、支化或环状，伯、仲或叔烃，例如，C1～C16或C1～C12或C1-C6，具体地包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、环戊基、异戊基、新戊基、己基、异己基、环己基、环己基甲基、3-甲基戊基、2，2-二甲基丁基和2，3-二甲基丁基。烷基基团可任选地取代上一个或多个部分，选自羟基、羧基、酰胺基、烷氧羰基、酰基、氨基、烷氨基、芳氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、氰基、磺酸、硫酸根、膦酸、磷酸根，或膦酸根，或者是未保护的，或者根据需要保护的，正如本领域技术人员公知的，例如，像Greene等人在《有机合成中的保护基团》John Wiley and Sons，第二版，1991，在此收作参考，中公开的。
术语低级烷基，如这里所使用的，且除非另行规定，指的是C1～C5饱和直链、支化或恰当的话，环状(例如，环丙基)烷基基团。低级烷基基团可任选地按照与上面针对烷基基团所述一样的方式任选被取代。
术语“HLB”，如这里所使用的，指的是分子的“亲水亲油平衡(值)”。HLB值指出该分子的极性，介于1～40之间，最常用的乳化剂的该数值介于1～20之间。HLB值随着亲水性的增加而增加。HLB系统是一种预测某一分子结构将提供何种类型表面活性剂性能的半经验方法。HLB系统基于以下概念，某些分子具有亲水基团，另一些分子具有亲油基团，而某些则二者兼有。表面活性剂的HLB可按照Griffin WC的以下文献计算：“按照′HLB′的表面活性剂分类”《化妆品化学师学会会志》1(1949)：311；和Griffin WC：“非离子表面活性剂的HLB值计算”《化妆品化学师学会会志》5(1954)：259。
术语“高HLB表面活性剂”如这里所使用的，是指表面活性剂具有的HLB高到足以使沥青实际上自动分散和/或增溶。
湿强度树脂——术语“湿强度树脂”指的是加入到浆悬浮体中使最终成形的纸产品当变湿时具有强度。湿强度树脂因而常常在制造薄纸、餐巾和纸巾时使用。湿强度树脂包括，例如，聚氨基酰胺表氯醇、脲甲醛、三聚氰胺甲醛和聚丙烯酰胺，并且通常给纸浆料流提供阳离子电荷。
浆悬浮体(pulp suspension)——术语浆悬浮体是指实际上任何在造纸操作中在将悬浮体铺到造纸网上以成形纸板之前的浆纤维的悬浮体。浆悬浮体的品级包括由机械方法产生的、半化学方法产生的、化学热机械浆、硫酸盐浆(Kraft pulp)和采用其它方法如熟知的亚硫酸盐和臭氧化方法生产的品级。
各种实施方案叙述
现已发现，污染物的沉积可通过使各种污染物，尤其是主要(并非唯一地)由机械、化学或半化学方法生产的源浆衍生的浆悬浮体中的沥青/树脂，的疏水表面稳定化来控制，而且非离子高HLB表面活性剂就具有此种稳定能力。非离子高HLB表面活性剂可按各种方式使用来控制污染物的沉积，但是当作为浆料添加剂加入到浆悬浮体中时特别有用，因为它们能在此种污染物尚未来得及沉积到造纸零件上之前就稳定和/或分散此种污染物。
众所周知，沥青易于在各种各样装置和设备的与浆加工相联系的部位上集聚。本发明组合物可加入到造纸厂系统中这些所谓的问题区域之前的一点。在某些情况下，组合物可加入到沿整个系统的多个部位加入以保证在沿造纸过程的湿端几个部位防止沥青的集聚。加入本发明非离子高HLB表面活性剂的优选部位包括造纸操作中加工源浆的所谓“机械侧”和当采用硫酸盐法制浆时操作的化学侧。非离子高HLB表面活性剂可加入到第二磨浆机阶段之前、期间或以后操作的机械侧、消潜浆池阶段、增浓阶段、高浓度储浆池阶段、漂白和清洗阶段、低浓度储浆池阶段和/或纸机储浆池阶段。表面活性剂可加入到漂前洗浆和筛渣阶段之前、期间或以后操作的化学侧。
本发明高-HLB表面活性剂能增溶和/或分散在各种不同浆加工阶段各处这些浆悬浮体中存在的沥青/树脂，并且一直持续至压榨毡调整阶段，甚至在浆离开操作的机械侧和该源浆与含有回收浆的第二浆悬浮体混合以后。因此，在第一主要实施方案中，本发明提供一种按连续造纸操作造纸的方法，包括：
a)令主要由源浆组成的第一浆悬浮体与包含非离子高HLB表面活性剂的第一组合物接触，其中：
i)所述浆悬浮体包含污染物；并且
ii)所述表面活性剂按足以抑制所述污染物沉积到造纸零件上的数量加入；以及
b)任选地令所述第一浆悬浮体与包含回收浆(例如，来自混合的办公室废纸或回收新闻纸)的第二浆悬浮体混合。
替代(或附加)地，将该表面活性剂加入到包含回收浆和源浆的浆淤浆，尤其是包含源浆和由回收新闻纸衍生的浆的浆淤浆中。源浆与回收浆的比例可为，例如，约40∶60～约95∶5，约50∶50～约90∶10，或约60∶40～约80∶20。
术语“足以控制所述污染物沉积的数量”，如同该术语在这里所使用的那样，是指减少污染物沉积，例如，约35％、50％、65％、75％或85％，与造纸中不存在污染物的方法比较而言。此种减少可发生在各种不同造纸零件中，尤其是在例如第一或第二磨浆机阶段、高温消潜浆池、增浓阶段、另一消潜浆池(通常被称之为高浓度储浆池)、漂白、清洗和筛渣之类操作的机械侧中。
虽然本发明方法最适用于在造纸操作中控制沥青/树脂的沉积，但将会理解，本发明的实施可用于控制实际上任何凡能被高-HLB表面活性剂稳定的具有大多为疏水表面的污染物的沉积。譬如，本发明可用于各种类型沥青(即，木树脂、脂肪酯、脂肪酸、脂肪酸盐和其它天然成分)、胶乳(例如，SBR和PVAc)、热熔体和压敏胶粘剂(例如，EVAc、聚酰胺和聚氨酯)蜡、油、油墨、胶料、淀粉、消泡剂等成分(例如，EBS和硅氧烷)以及其它污染物。另外，虽然本发明具体着眼于增溶/分散已经存在于浆淤浆中的污染物，但要知道，术语“控制”污染物沉积，包括已经沉积到造纸零件上的污染物的清除。
在各种不同实施方案中，非离子表面活性剂的HLB超过约12、12.5、13、13.5、14、14.2、14.5、15、15.5或16，和/或小于约30、25、20、19.5、19、18.5、18.1、18、17.5或17。该HLB优选地介于约12.0～约20.0，约14.2～约20.0，或约14.0～约18.1。优选的高HLB表面活性剂由结构R-O-(CH2CH2O)x-H的化合物代表，其中R是下列的残基：C2-12烷基酚(优选C6～C12)(邻、间、对)，或C2-16(优选C10-15)线型或支化醇，且x是约12～约40的整数。辛基和壬基酚，以及十二烷基和十三烷基醇是R残基的优选前体。x整数优选代表约14、15、16、17、18、19、20、21或22～约40mol乙氧基化度。注意，乙氧基链可被最多约1～5％丙氧基部分所取代，可呈嵌段或无规取代，而不影响分子的性能。
另一类型优选的高HLB表面活性剂是乙氧基化的聚丙二醇，由以下化学结构代表：HO-(CH2CH2O)x-(CH(CH3)CH2O)y(CH2CH2O)x′-H，其中x+x′是约52～约200的整数，更具体地约125～约200，且y是约39～约68的整数，更具体地约39～约55。其它可用于实施本发明的高HLB表面活性剂还包括丙氧基化的聚乙二醇、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化蓖麻油、烷基聚苷，和聚氧乙烯脱水山梨醇的单油酸酯。这些表面活性剂优选全都经“食品和药品管理局”批准并适用于制造食品包装材料。
本发明其它实施方案涉及主要由非离子高HLB表面活性剂组成、不含其它沉积控制剂的沉积控制组合物的应用。非离子高HLB表面活性剂一般作为水/表面活性剂溶液制备，优选省略其它试剂，如木素磺酸盐、萘磺酸盐、聚丙烯酸酯类、二-异丁烯马来酐共聚物、聚乙烯醇和包括柠檬酸和乳酸的有机酸。于是，本发明另一种实施方案提供按连续造纸操作造纸的方法，包括在所述造纸操作中令第一浆悬浮体与主要由非离子高HLB表面活性剂组成的第一组合物进行接触，其中：
a)所述浆悬浮体包含污染物；以及
b)所述表面活性剂按足以控制所述污染物在造纸零件上沉积的数量加入。
又一种实施方案的特征在于该体系中使用的非离子高HLB表面活性剂的HLB绝对值。于是，在又一种实施方案中，本发明提供一种按连续造纸操作造纸的方法，包括令所述造纸操作中的浆悬浮体与第一组合物进行接触，其中：
a)所述第一组合物包含HLB大于14.2的非离子表面活性剂；
b)所述浆悬浮体包含污染物；以及
c)所述表面活性剂按足以抑制所述污染物沉积到造纸零件上的数量加入。
向其中加入高-HLB表面活性剂的浆悬浮体一般带阴离子电荷，因此避免增加该体系的阳离子需要量是有用的。因此，也常常优选让准备加入到体系中的表面活性剂所在的组合物不含任何阴离子试剂，尤其是任何，例如，在现有技术中使用的那些阴离子分散剂。
本发明不限于向造纸操作湿侧中的浆悬浮体中加入高HLB表面活性剂，还包括将高HLB表面活性剂加入到有沥青沉积问题的任何造纸操作的阶段。例如，本发明高HLB表面活性剂可直接施加到压榨毡调整阶段中的压榨毡或辊筒上，来控制沥青向压榨毡或辊筒表面上的沉积。在此种施加中，向造纸零件上面的沉积是通过抑制沉积、清除沉积物或二者兼有的方式来控制的。因此，在另一种实施方案中，本发明提供按连续造纸操作由浆悬浮体造纸的方法，包括：
a)提供包括压榨毡调整阶段的连续造纸操作，其中：
i)该操作在压榨毡调理阶段(conditioning stage)经历过量污染物沉积；以及
ii)所述压榨毡调理阶段包括用于将调理化学品(conditioningchemicals)施加到所述压榨毡上的喷淋装置；
b)向所述喷淋装置加入一种主要由非离子高HLB表面活性剂组成的组合物。
又一种实施方案依靠非离子高-HLB表面活性剂选择性控制沥青在造纸操作中的沉积的能力，以及使用者用一种非离子高-HLB表面活性剂替代造纸操作中另一种(表面活性剂)的能力。因此，本发明还提供一种按连续造纸操作由浆悬浮体造纸的方法，包括：
a)提供一种连续造纸操作，其中令零件接触包含高HLB表面活性剂的第一去污组合物，其中该操作在没有第一去污组合物的存在下将经历过量沥青沉积；以及
b)用包含高HLB表面活性剂的第二去污组合物替代所述第一去污组合物。
虽然高HLB表面活性剂历来为造纸工业所避讳，因为它们可能对造纸系统具有有害影响，但是现已惊奇地发现，本发明方法可利用浓度低到尚不足以产生此种影响的表面活性剂来实施。譬如，加入到系统中的高-HLB表面活性剂的浓度优选不足以对由该浆悬浮体生产的纸板的施胶产生不利影响。类似地，高-HLB表面活性剂的浓度优选不足以实际上增加由该浆悬浮体生产的纸板的保水率。
当加入到浆悬浮体中时，该表面活性剂优选在加入后在浆悬浮体内给出约0.5磅～约10磅重量份表面活性剂每吨，以干浆为基准，更优选在浆悬浮体内给出约2磅～约5磅重量份表面活性剂每吨，以干浆为基准。当直接加入到造纸零件上时，表面活性剂优选以约50～约1200ppm，更优选约150～900ppm，以总喷淋流量为基准，的比率施加。
本发明对于控制污染物在纸机零件表面上的沉积特别有效，例如在辊筒、压光辊组和烘缸上，并对控制向塑料表面如网前箱零部件、造纸网、案板刀片、压榨毡、干燥部合成网、吸水箱盖和传感器探头上的沉积尤其有用。该方法特别适合控制污染物向由尼龙带制成的压榨毡上的沉积。
本发明方法可在存在或者不存在其它沉积控制剂的系统中实施。此种沉积控制剂包括，例如，螯合剂、分散剂、有机溶剂(例如，芳烃)和表面活性剂。例如，本发明组合物可用于替代用于使沥青分散的传统化学品如萘磺酸盐和木素磺酸盐。
本发明方法优选在由包含源浆的浆悬浮体生产纸的体系中实施。源浆在成形纸板中的含量优选大于1wt％，10wt％，35wt％，60wt％或90wt％，并且最高100wt％。
类似地，本发明高HLB表面活性剂可随含有其它沉积控制剂的组合物或者以主要由该高HLB表面活性剂的组合物的形式加入。但是，高HLB表面活性剂优选以仅含高HLB表面活性剂的组合物形式加入，因为它允许根据需要通过本发明将表面活性剂以可控方式更精确地对付污染物。譬如，源浆悬浮体中的沥青是沉积在造纸零件上的主要污染物，故直至源浆流与会带来其自身特有的一套沉积控制问题的回收浆流混合之前，源浆可在基本上没有第二控制剂的条件下接受加工。类似地，在优选的实施方案中，本发明基本上在没有一种或多种所述湿强度树脂的存在下实施。
实施例
试验方法和实施例
下面的试验方法和实施例展示本发明，与现有技术相比，出乎意料卓越的效力。采用一种专有技术试验方法，使用来自造纸过程不同工段的造纸厂浆料来评估各种不同HLB的非离子表面活性剂的表现。试验涉及以适当浓度混合浆悬浮体，结果在塑料涂布的桨叶上产生沉积。浆料用塑料涂布的桨叶以恒速和在温控下进行混合，以模拟发生在纸机零件，尤其是塑料零件上的沉积。随后，通过以挥发性溶剂萃取沥青和其它污染物并测量溶剂挥发后沉积物的重量，对沉积进行定量分析。塑料桨叶表面沉积的重量越低，表明表现越好。由于该方法测定的是浆悬浮体的相对沉积势，故它已成功地应用于本专利申请尚未覆盖的技术的工业化上。抑制机器表面沉积的处理剂通常能提高造纸过程的运转性和改善最终纸产品的质量。
非离子表面活性剂样品是从各种不同化学制造商那里获得的。测试样品的HLB，以及乙氧基化(EO)和丙氧基化(PO)的摩尔数刊载于各个非离子表面活性剂制造商所提供的技术公报中。
实例I
下表给出针对从采用100％源机械制浆法木纤维的造纸厂获得的浆悬浮体所做一系列试验的效力。高HLB表面活性剂出乎意料卓越的效力，从以这些化学品处理后桨叶上残留的沉积物数量相对低这一事实得到证明。利用由100％源机械制浆纤维源获得的浆悬浮体对非离子表面活性剂进行基本筛选，因为这些类型造纸操作包含最麻烦的沥青污染物。表中所载结果展示具有各种不同脂肪醇疏水物，包括C10～C16线型醇、十三醇和聚丙二醇(PO)，的高HLB表面活性剂的效力。
                  表I
非离子表面活性剂效力，在100％源机械浆中试验
  来处理对照例
  处理剂  剂量(lbs/ton)  污染物重量(g)
  未处理对照例  0  0.1086
  未处理对照例  0  0.0939
  未处理对照例  0  0.0924
  未处理对照例  0  0.0882
  未处理对照例  0  0.0967
  壬基酚乙氧基化物
  处理剂HLB/EO摩尔   剂量(lbs/ton)   污染物重量(g)
  9.3   5   0.1673
  10.3   5   0.1597
  13.2/9   5   0.0700
  14.2/12   5   0.0382
  15.1/15   5   0.0325
  18.1/40   5   0.0246
  13.2/9   2   0.0724
  14.2/12   2   0.0581
  15.1/15   2   0.0457
  18.1/40   2   0.0331
  C10-C16线型醇乙氧基化物
  处理剂HLB/EO摩尔   剂量(lbs/ton)   污染物重量(g)
  9.5/   3   0.1523
  12.0/7   3   0.1307
  14.4/12   3   0.0382
  18.2/40   3   0.0247
  十三醇乙氧基化物
  处理剂HLB/EO摩尔   剂量(lbs/ton)   污染物重量(g)
  7.8   3   0.0821
  10.9   3   0.0705
  12.5   3   0.0549
  15.0   3   0.0318
  18.0   3   0.0312
  EO-PO嵌段共聚物
  处理剂HLB/摩尔PO/EO摩尔 剂量(lbs/ton) 污染物重量(g)
  8.7/68/39   3   0.0821
  12.1/39/52   3   0.0415
  15.3/64/200   3   0.0212
上面的试验结果图示在本文的图1～4中。
实施例2
类似的混合试验系列，采用来自使用大约65％源机械制浆配料和35％脱墨配料的造纸厂浆悬浮体重复进行。上述配料含有由沥青、胶粘剂、油墨和其它回用材料组成的污染物成分。混合试验得到的桨叶未产生可采用溶剂萃取定量分析的污染程度，于是就采用图象分析(IA)技术来估计桨叶塑料表面的污染。该度量数值纯粹是相对的，而IA估计的在桨叶表面上的污染体积越低，则产品的效力就越大。
试验结果载于下表。下表的结果展示，对于既含有源也含有回用配料的体系来说，高HLB表面活性剂的效力好于现有技术。仅HLB等于18.1的壬基酚乙氧基化物未能比某些试验的较低HLB表面活性剂表现得好，然而，较高HLB线型醇和十三醇乙氧基化物却比具有同一原料脂肪醇的疏水物的较低HLB表面活性剂表现得好。
                        表II
非离子表面活性剂效力，在65％源机械和35％回收浆中试验
  未处理对照例
  处理剂   剂量(lbs/ton)   污染物体积(IA)
  未处理对照例   0   43494
  未处理对照例   0   52407
  未处理对照例   0   35835
  壬基酚乙氧基化物
  处理剂HLB   剂量(lbs/ton)
  9.3   2   210348
  10.3   2   169695
  13.2   2   4102
  14.2   2   3634
  15.1   2   389
  18.1   2   6128
 C10-C16线型醇乙氧基化物
 处理剂HLB   剂量(lbs/ton)   污染物体积(IA)
 9.5   1   98013
 12.0   1   43011
 14.4   1   6411
 18.2   1   165
 十三醇乙氧基化物
 处理剂HLB   剂量(lbs/ton)   污染物体积(IA)
 7.8   1   103975
 10.9   1   87727
 12.5   1   15381
 15.0   1   132
 18.0   1   66
实施例3
该混合试验又采用由100％源半化学制浆的配料做了重复。该配料包含具有沉积在工艺设备上的势或残留在最终纸产品中导致纸板中高尘埃度的木树脂形式的污染物。该试验产生的桨叶未能积累足够致密以致能采用溶剂萃取法测定重量的污染物，而且在最佳区域中的污染也不够黑因此也不能采用专有技术的图象分析技术。采用了一种评级方法以便对这些结果定量。该方法基于用视觉观察和将它们定为1～5的数值。1表明清洁桨叶，而5表示桨叶具有最高污染程度。
视觉等级的结果总括在表III。该较高HLB表面活性剂显示比目前已知在这些类型系统中表现好的表面活性剂类型略高的效力。
                        表III
    非离子表面活性剂效力，在100％源化学浆中试验
  处理剂   剂量(lbs/ton)   视觉等级
  未处理对照例   0   5
  壬基酚乙氧基化物
  处理剂HLB/EO摩尔   剂量(lbs/ton)   视觉等级
  13.2/9   2   4
  18.1/40   2   3
  13.2/9   4   3
  18.1/40   4   2
  十三醇乙氧基化物
  处理剂HLB/EO摩尔   剂量(lbs/ton)   视觉等级
  12.5/9   4   3
  18/40   4   2
  C10-C16线型醇乙氧基化物
  18.2/40   4   2
本发明可表现为其它形成，仍不偏离本发明的精神或本质属性，因此关于本发明的范围，应参阅所附权利要求而不是上面的说明。

Claims (24)

1.一种按连续造纸操作造纸的方法，包括：
a)使主要由源浆组成的第一浆悬浮体与包含非离子高HLB表面活性剂的第一组合物接触，其中：
i)所述浆悬浮体包含污染物；并且
ii)所述表面活性剂按足以控制所述污染物沉积到造纸零件上的数量加入。
2.权利要求1的方法，其中所述浆是采用化学、机械或半化学加工生产的。
3.权利要求1的方法，还包括(b)将所述第一浆悬浮体与包含回收浆的第二浆悬浮体混合，其中在所述混合步骤(b)之前，所述第一浆悬浮体在基本没有选自螯合剂、分散剂或表面活性剂的第二沉积抑制剂的存在下接受加工。
4.权利要求1的方法，其中所述表面活性剂的HLB介于约12.0～约20.0。
5.权利要求1的方法，其中表面活性剂的HLB介于14.2～20.0。
6.权利要求1的方法，其中表面活性剂的HLB介于14.0～18.1。
7.权利要求1的方法，其中所述表面活性剂由以下化学结构代表：R-O-(CH2CH2O)x-H，其中R是下列的残基：C2-12烷基酚或C2-16线型或支化醇，且x是约12～约40的整数。
8.权利要求1的方法，其中所述表面活性剂由以下化学结构代表：HO-(CH2CH2O)x-(CH(CH3)CH2O)y(CH2CH2O)x′-H，其中x+x′是约52～约200的整数，且y是约39～约68的整数。
9.权利要求1的方法，其中污染物包含大多为疏水的表面，并且该表面活性剂以足以使所述疏水表面稳定的数量加入。
10.权利要求1的方法，其中所述污染物是沥青。
11.权利要求1的方法，其中表面活性剂以不对由所述浆悬浮体生产的纸板的施胶产生负面影响的数量加入。
12.权利要求1的方法，其中表面活性剂以不显著增加由所述浆悬浮体生产的纸板的保水率的数量加入。
13.权利要求1的方法，其中所述连续造纸操作在没有所述非离子高HLB表面活性剂存在下在所述毡脱水阶段中经历过量沥青沉积。
14.权利要求1的方法，其中浆悬浮体包含阳离子需求。
15.权利要求1的方法，其中湿强度树脂基本上不存在于所述浆悬浮体中。
16.权利要求1的方法，其中所述第一组合物主要由所述表面活性剂组成。
17.权利要求1的方法，其中第二沉积控制剂基本上不存在于所述第一组合物中。
18.权利要求1的方法，其中阴离子剂基本上不存在于所述第一组合物中。
19.权利要求1的方法，其中分散剂和有机溶剂基本上不存在于所述第一组合物中。
20.权利要求1的方法，还包括使来自所述压榨毡脱水阶段的压榨毡与控制污染物在所述压榨毡上沉积的第二组合物进行接触。
21.一种按连续造纸操作造纸的方法，包括使第一浆悬浮体与主要由非离子高HLB表面活性剂组成的第一组合物接触，其中：
a)所述浆悬浮体包含污染物；并且
b)所述表面活性剂按足以控制所述污染物沉积到造纸零件上的数量加入。
22.一种按连续造纸操作造纸的方法，包括使所述造纸操作中的浆悬浮体与第一组合物接触，其中：
a)所述第一组合物包含HLB大于14.2的非离子表面活性剂；
b)所述浆悬浮体包含污染物；并且
c)所述表面活性剂以足以抑制所述污染物沉积到造纸零件上的数量加入。
23.一种按连续造纸操作由浆悬浮体造纸的方法，包括：
a)提供一种包括压榨毡调理阶段的连续造纸操作，其中：
i)该操作在压榨毡调理阶段中经历过量污染物沉积；以及
ii)所述压榨毡调理阶段包括用于将调理化学品施加到所述压榨毡上的喷淋装置；
b)向所述喷淋装置加入一种主要由非离子高HLB表面活性剂组成的组合物。
24.一种按连续造纸操作由浆悬浮体造纸的方法，包括：
a)提供一种连续造纸操作，其中使零件接触包含高HLB表面活性剂的第一去污组合物，其中该操作在没有第一去污组合物的存在下将经历过量沥青沉积；以及
b)用包含高HLB表面活性剂的第二去污组合物替代所述第一去污组合物。
CNA2004800306473A 2003-08-18 2004-08-16 用作沉积控制剂的高hlb非离子表面活性剂 Pending CN1871400A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/643,131 US20050039873A1 (en) 2003-08-18 2003-08-18 High HLB non-ionic surfactants for use as deposition control agents
US10/643,131 2003-08-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1871400A true CN1871400A (zh) 2006-11-29

Family

ID=34193797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800306473A Pending CN1871400A (zh) 2003-08-18 2004-08-16 用作沉积控制剂的高hlb非离子表面活性剂

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050039873A1 (zh)
EP (1) EP1660718A1 (zh)
CN (1) CN1871400A (zh)
CA (1) CA2536248A1 (zh)
WO (1) WO2005019527A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101910515B (zh) * 2007-11-30 2014-04-02 赫尔克里士公司 用于测量制浆造纸浆料中颗粒污染物沉淀的方法和装置
CN109790683A (zh) * 2016-09-29 2019-05-21 明答克株式会社 污染防止剂组合物及污染防止方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1950342B1 (en) * 2007-01-29 2016-05-04 Cognis IP Management GmbH Emulsions
US20100305018A1 (en) * 2007-08-29 2010-12-02 Basf Se Esterified alkyl alkoxylates as solid low-foam wetters
US8440053B2 (en) 2010-04-02 2013-05-14 International Paper Company Method and system using surfactants in paper sizing composition to inhibit deposition of multivalent fatty acid salts
US10681914B2 (en) 2012-05-29 2020-06-16 Neozyme International, Inc. Non-toxic plant agent compositions and methods and uses thereof
KR102171932B1 (ko) 2012-05-29 2020-10-30 네오자임 인터내셔널, 인코포레이티드 유기물질 처리방법
US10557234B2 (en) 2012-05-29 2020-02-11 Neozyme International, Inc. Papermaking additive compositions and methods and uses thereof
US10334856B2 (en) 2012-05-29 2019-07-02 Neozyme International, Inc. Non-toxic pest control compositions and methods and uses thereof
JP6325813B2 (ja) * 2012-12-27 2018-05-16 栗田工業株式会社 ピッチ抑制剤、ピッチ抑制方法、及び脱墨パルプの製造方法
WO2015006362A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 Invista Technologies S.A.R.L. Processes for removal of contaminants from cellulosic material
EP3059056A1 (de) * 2015-02-23 2016-08-24 Basf Se Verfahren zur Herstellung von Holzfasern und Holzfaserplatten
MX2018002206A (es) * 2015-08-22 2018-05-15 Neozyme Int Inc Composiciones no toxicas de agente para plantas y sus metodos y usos.

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2743179A (en) * 1953-07-22 1956-04-24 Socony Mobil Oil Co Inc Pitch control in paper making
US4184912A (en) * 1976-08-09 1980-01-22 Nalco Chemical Company Pitch control method
US4913775A (en) * 1986-01-29 1990-04-03 Allied Colloids Ltd. Production of paper and paper board
US4861429A (en) * 1988-07-29 1989-08-29 Betz Laboratories, Inc. Process for inhibiting white pitch deposition in papermaking felts
US4995944A (en) * 1988-09-16 1991-02-26 Dearborn Chemical Company Ltd. Controlling deposits on paper machine felts using cationic polymer and cationic surfactant mixture
US4895622A (en) * 1988-11-09 1990-01-23 Betz Laboratories, Inc. Press felt conditioner for neutral and alkaline papermaking systems
US5256254A (en) * 1991-07-12 1993-10-26 Betz Paperchem, Inc. Methods of controlling deposition in a paper machine dryer section
US5266166A (en) * 1992-05-18 1993-11-30 Betz Paperchem, Inc. Methods for controlling the deposition of organic contaminants in pulp and papermaking processes using a polyalkylene oxide/vinyl acetate graft copolymer
CA2131143A1 (en) * 1993-10-07 1995-04-08 Betzdearborn Inc. Method of inhibiting wet strength resin deposition in papermaking felts
SE9502522D0 (sv) * 1995-07-07 1995-07-07 Eka Nobel Ab A process for the production of paper
DE19715832A1 (de) * 1997-04-16 1998-10-22 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton
US5936024A (en) * 1997-06-06 1999-08-10 Betzdearborn Inc. Methods and compositions for treating stickies
US6171445B1 (en) * 1999-07-30 2001-01-09 Hercules Incorporated Process for controlling deposit of sticky material
JP3306590B2 (ja) * 2000-01-21 2002-07-24 第一工業製薬株式会社 ピッチ付着防止剤およびそれを用いたピッチ付着防止方法
US6524435B1 (en) * 2000-05-08 2003-02-25 Ondeo Nalco Company Method and composition for dispersing hydrophobic particles in aqueous suspensions

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101910515B (zh) * 2007-11-30 2014-04-02 赫尔克里士公司 用于测量制浆造纸浆料中颗粒污染物沉淀的方法和装置
CN109790683A (zh) * 2016-09-29 2019-05-21 明答克株式会社 污染防止剂组合物及污染防止方法
CN109790683B (zh) * 2016-09-29 2020-11-24 明答克株式会社 污染防止剂组合物及污染防止方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20050039873A1 (en) 2005-02-24
EP1660718A1 (en) 2006-05-31
WO2005019527A1 (en) 2005-03-03
CA2536248A1 (en) 2005-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1871400A (zh) 用作沉积控制剂的高hlb非离子表面活性剂
CN1218087C (zh) 控制纤维中有机污染物质的方法
CN1902359B (zh) 低碱体系用脱墨共混物
CN100577912C (zh) 沥青和粘胶物质沉积的控制方法
JP6684793B2 (ja) フェルトコンディショナー及びクリーナー
CN100567637C (zh) 压榨毛毯的酶处理
KR20170136001A (ko) 종이로부터 잉크를 제거하는 방법
CN1177971C (zh) 在制浆和造纸过程中用作树脂和粘胶控制剂的蛋白质和聚合物
CN103422382A (zh) 在制浆和造纸过程中有机污染物去粘性的方法及组合物
CN104262606B (zh) 聚苯乙烯苯酚聚氧烷基类聚合物及其制备方法和应用
KR100660948B1 (ko) 처리된 상자의 재생에 사용되는 오염물 분산제
CN1150055C (zh) 用于回收经处理的容器的污染物分散剂
CN1218088C (zh) 减少纤维素悬液中的污物的方法
EP1268923B1 (en) Process for reducing sticky contaminants in stock systems containing waste paper and in coated broke
CA2220769C (en) Process for treating paper pulp
CN105386364B (zh) 制浆造纸生产中降低和去除有机污染物沉积及油墨的方法
NO300226B1 (no) Fremgangsmåte til inhibering av partikkelformet materiale i filt i papirfremstillingspresser
JP2019143264A (ja) 紙・パルプ製造工程用ピッチ抑制剤および紙・パルプ製造工程のピッチ抑制方法
JP2004124279A (ja) 雑誌古紙を配合した印刷用塗被紙およびその製造方法
JP2011246509A (ja) マトリックス混練用の複合材料
JP2011032619A (ja) 白水回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication