[发明专利]控制保留的方法和在该方法中使用的中间产物

说明书

发明领域

本发明涉及一种在造纸过程中控制成形织物上的保留的方法。本发明的其他目标是意欲加入至用于造纸的纤维悬浮液的中间产物，以及材料用于该中间产物的用途。

背景

在造纸过程中，使用许多造纸化学品用于过程控制和赋予纸所需的性质。通过在将水性纤维悬浮液从流浆箱进料至成形织物之前将造纸化学品结合至其中，将造纸化学品计量供给至造纸机的湿部。目标是具有通过静电力吸附至纤维的表面上的化学品。

在通过相似的机制吸附在纤维表面上的数种造纸化学品的同时使用中，主要困难是如何获得一定量的保留和纤维表面上的均匀分布。几乎所有添加剂必须为了纤维表面上的自由结合(阴离子的、阳离子的和中性的)位点而竞争。在大部分情况下，这导致化学品在纤维表面上不完全的保留和／或不均匀的分布。作为结果，完成的纸的品质受损，并且在纸机中将出现运行问题。除了不充分的保留和分布之外，数种反应性添加剂的同时使用可以导致多种造纸化学品之间有害的相互反应并且因此降低它们的功能和效果。

为提高造纸化学品以及纤维悬浮液中存在的细粒的保留(在所形成的网中保持的材料的量)，传统上使用数种特定造纸化学品(保留化学品)。对纤维表面具有低保留的造纸化学品积累在白水体系中，并且可以作为污垢粘至纸机表面，或彼此粘结形成团聚物。这种团聚物可以导致网破裂和制得的纸上的污斑。与之相反，良好的保留减少通到纸机短循环并且积累在处理系统中的纤维、填充剂和其他化学品的量。

以高量使用的造纸化学品是在纸机中的有害污物沉淀和导致的运行和品质问题的主要原因。这种造纸化学品包括例如胶料、填充剂和给出湿和干强度的化学品。

化学品保留的机制是，小粒子(例如填充剂粒子)结合为成形织物上的湿纤维网可以维持的更大的絮凝物。该絮凝可以通过使用不同的保留化学品获得，其在大部分情况下是水溶性聚合物，聚电解质。

在双聚合物体系中，同时使用两种聚电解质。它们在操作中的困难是，难以发现最优的条件并且小的过程改变可以影响很多。这种双体系通过具有将填充剂粒子吸附至其表面的短链长度聚合物并因此形成用于长链聚合物的连接位点而工作。絮凝在第一阶段经由镶嵌形成而发生且在第二阶段通过桥连而发生。

典型的微粒体系是例如：

-阳离子淀粉／聚丙烯酰胺+胶体二氧化硅(例如在商标“Compozil”下出售的那种)

-聚丙烯酰胺+膨润土(例如在商标“Hydrocol”下出售的那种)

作为这种现有技术方法的第一步骤，将阳离子聚合物加入至造纸纸浆，并且之后刚好在流浆箱之前，加入非常细(粒径250nm-10μm)并且在大部分情况下高度带负电的(约1meq／g)微粒。从而形成微絮状物，且这些具有强絮凝倾向，即使是在絮凝物曾经被破碎之后。这可以由白水具有强絮凝能力看出。所形成的絮凝物(与传统的保留化学品比较)非常小，并且该效果甚至通过后絮凝增加。微尺度絮凝赋予网高多孔性并且因此改善脱水，压缩段之后的固体含量增加，并且干燥能量需求降低。

发明详述

本发明寻求解决的问题是在造纸过程中带来纤维和造纸化学品在成形织物上形成的纤维网上的保留的整体提高。这种提高将减少通到短循环的纤维和化学品的量、在沿循环路径的管和室的表面上沉积的物质和在所制造的纸中最终作为污迹的团聚物。此外，本发明的目标是使得特定造纸化学品的保留得到控制，以便可以控制在造纸悬浮液中所含的多种彼此相关的化学品的保留。

根据本发明的解决方案是至少包括以下步骤的方法：

-提供用于造纸的纤维悬浮液；

-提供包含细纤维素纤维的浆液，所述细纤维素纤维的比表面积大于所述纤维悬浮液的纤维的比表面积；

-将至少一种造纸化学品加入至所述浆液，所述造纸化学品吸附在所述细纤维素纤维上以形成中间产物；

-将所述中间产物结合在所述用于造纸的纤维悬浮液中；以及

-将包含所述中间产物的纤维悬浮液提供至成形织物上。

成形织物上和随后的压缩段的纤维和造纸化学品的提高的保留显示为其在纸／纸板机短循环中降低的浓度，并且因此显示为在循环系统的管和其他部分中固体材料减少的自由漂浮、团聚和沉积。

不限定于任何理论，据信，与用于基本造纸悬浮液的精制纸浆相比，用于中间产物的细纤维的更大的比表面积使得可以将更高量的造纸化学品，尤其是阳离子造纸化学品吸附至纤维的表面。这特别适用于非常细的纤维，如微原纤维化纤维素(MFC)纤维，其具有巨大的开放活性表面并且因此对于在本发明中使用是尤其有益的。