[发明专利]用于提高纸张或纸板产品的尺寸稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于提高纸张或纸板产品的尺寸稳定性的方法。本发明还涉及强度组合物用于提高纸张和纸板的尺寸稳定性的用途，以及涉及具有改进的尺寸稳定性的纸张和纸板产品。

背景技术

在纸张或纸板的纸页或纸幅中包含的纤维素纤维对水具有亲合性，这意味着取决于相对湿度和纸张的平衡水分含量，它们易于从环境吸收水或者使水散失至环境。当纤维素纤维吸收水时，它们主要在宽度上膨胀，而在长度上仅稍微膨胀。类似地，当水分由纸张散失至环境中时，纤维将主要在宽度上收缩，而在长度上仅稍微收缩。因此，当纸张的尺寸经历变化时，其将主要在横向纹理方向。

由于纤维素纤维对水具有亲合性，并且可以在水的影响下润胀(swell)，当其水分含量变化时，纸张或纸板的纸页或纸幅的尺寸和/或形状可能改变。在包装纸板和纸张的情况中，这可以由于环境空气湿度的变化、由于例如在胶印中水的应用、或者由于例如在复印设备中的加热而发生。由在胶印和数字印刷中的水和加热所导致的纸张尺寸变化主要是由于纸张两侧之间或者在造纸设备中纸幅的中部和接近边缘的区域之间的纤维取向角的差异。在水分含量可能会变化的所有纸板和纸张等级中，良好的尺寸稳定性都是必须的。

对尺寸稳定性问题敏感的纸张和纸板产品的少数实例为壁纸和石膏板。

将填料添加至造纸浆料中帮助提高纸张的尺寸稳定性，因为填料不吸收或者散失水分。纸张纤维被精制(refine)的程度，即纸张中的纤维有多短和结合得有多紧密，也影响其尺寸稳定性；纤维的精制程度越低，尺寸稳定性越大。

明显的是对于改进纸张和纸板产品，特别是经历严重水分变化的纸张和纸板产品的尺寸稳定性存在着持续的需求。

发明内容

本发明的一个目标在于最小化或者可能甚至消除现有技术中存在的缺点。

本发明的另一个目标在于提供提高纸张或纸板产品的尺寸稳定性的方法。

本发明的又一个目标在于提供提高纸张或纸板产品的尺寸稳定性的简单和有成本效益的方法。

本发明的又一个目标在于提供提高纸张或纸板产品的湿强度的方法。

本发明的又一个目标在于提供具有降低的湿膨胀和改进的疏水性的纸张或纸板产品。

这些目标用具有在下文的独立权利要求的特征部分中呈现的特征的本发明来实现。本发明的一些优选的实施方案在从属权利要求中呈现。

根据本发明用于提高纸张或纸板产品的尺寸稳定性的典型的方法包括

-提供包含从未干燥的纤维的纤维浆料，

-使用强度组合物处理所述纤维浆料，

-由经处理的纤维浆料形成纸张或纸板产品，

其中，所述强度组合物包含永久性湿强度树脂组分和施胶剂。

在根据本发明用于提高纸张和纸板产品的尺寸稳定性的典型的用途中，强度组合物包含永久性湿强度树脂组分和施胶剂，并且纸张和纸板产品由包含从未干燥的纤维的纤维浆料生产。

根据本发明的典型的纸张或纸板产品具有改进的尺寸稳定性，其中纸张或纸板产品通过根据本发明的方法来生产，并且与不包含含有永久性湿强度树脂组分和施胶剂的强度组合物的纸张或纸板相比，根据EMCO(15分钟)测量的湿膨胀降低至少10％，更优选至少15％，最优选至少20％。

现在，已经令人惊讶地发现当在形成纸张或纸板纸幅之前，将包含永久性湿强度树脂组分和施胶剂的强度组合物添加至包含从未干燥的纤维例如牛皮纸纤维(Kraft fibre)的纤维浆料中时，最终纸张或纸板产品的湿尺寸稳定性显著改进。

使用从未干燥的、原始纤维素纤维制成的纸张比由干燥的纤维素纤维制成的纸张具有更好的抗张强度。在另一方面，干燥的纤维与从未干燥的纤维相比，为造纸工艺提供改进的脱水作用。这两种作用均源自纤维素纤维在干燥过程中的角质化。干燥纤维的强度损失可以通过加强精制来克服，所以，干燥的纤维与从未干燥的纤维相比，最终可以提供抗张强度和脱水作用的更好组合。干燥的纤维还具有更低的润胀，所以，由其制得的纸张更不易受尺寸不稳定性的影响。然而，干燥涉及高能耗，并且通过需要额外的方法步骤和设备而增加造纸方法的复杂性。另外，用于达到所需抗张强度水平所需要的干燥纤维的加强的精制也增加能耗。