專利名稱：：從造紙所用的再循環(huán)纖維中去除有機(jī)沉積物的制作方法從造紙所用的再循環(huán)纖維中去除有機(jī)沉積物
背景技術(shù)：
：0001本發(fā)明涉及一種方法，其用于控制和部分去除來自再循環(huán)廢紙料(wastep叩erstock)的紙漿(paperpulp)中的有機(jī)沉積物和獲得紙產(chǎn)品，所述方法正越來越多地被用在造紙廠中進(jìn)行造紙。0002近年來對(duì)森林開伐所引起的環(huán)境危害的意識(shí)的增長(zhǎng)以及日益增加的能源成本，己經(jīng)引起包括廢紙?jiān)趦?nèi)的許多產(chǎn)品再循環(huán)的增加。眾所周知，廢紙的再循環(huán)是商業(yè)可行的，并且對(duì)于樹木(即原纖維)和能源的保護(hù)產(chǎn)生重要的有利影響。廢紙的再循環(huán)是商業(yè)實(shí)踐，其涉及廢紙的收集和加工，以產(chǎn)生造紙工業(yè)的二次纖維或再循環(huán)纖維供應(yīng)。再循環(huán)紙中的纖維，不但在它們的物理和機(jī)械性能方面不同于原漿和原纖維素纖維中的纖維，而且它們的化學(xué)組成也不同，這是由于干燥、老化和反復(fù)的再循環(huán)過程所引起的纖維基質(zhì)內(nèi)的變化以及由于存在非纖維素的合成污染物。0003在造紙過程中，化學(xué)污染物是這些合成污染物中最難鈍化、控制和/或可能去除的。它們包括壓敏粘合劑(例如，丙烯酸類、乙烯基乙酸酯、熱熔體和類似物)、墨、著色劑、特種涂料、內(nèi)部添加劑、涂層粘合劑和塑料膜殘余物及類似物。對(duì)于廢紙料向具有可接受質(zhì)量的再循環(huán)紙的轉(zhuǎn)變，如上述的化學(xué)污染物必須完全分散成小顆?；騼?yōu)選地被除去。因此，從再循環(huán)紙料中制備的紙漿在工業(yè)中經(jīng)常被稱為"脫墨紙漿(de-inkedpulp,DIP)"。0004再循環(huán)紙工業(yè)已經(jīng)開發(fā)出許多不同級(jí)別的廢紙，被稱為紙料，其根據(jù)纖維類型和污染程度被定義。其包括-新聞紙級(jí)別(標(biāo)準(zhǔn)、改良的、電話地址薄)、雜志級(jí)別(用于膠版印刷和轉(zhuǎn)輪凹版印刷的含木材的未涂布紙或含木材的涂布紙)、印刷和書寫級(jí)別(含木材的未涂布紙和涂布紙)、和多層板級(jí)別(具有脫墨或未脫墨的多層的制盒紙板)。0005每個(gè)級(jí)別在市場(chǎng)上的價(jià)值隨著其污染物含量的變化而發(fā)生明顯的變化。在生產(chǎn)合適的再循環(huán)紙之前，廢紙料級(jí)別需要基本的加工以除去污染物。再循環(huán)紙漿所要求的純度程度依賴于所制備的紙類型而改變，例如，個(gè)人衛(wèi)生用紙、工業(yè)衛(wèi)生和清潔用紙、印刷用辦公紙、報(bào)紙或包裝紙板。不論所制備的紙的類型，得到的紙必須滿足合適的質(zhì)量水平，其可以滿足"斑點(diǎn)"去除、亮度和/或柔軟度的需要(這影響了對(duì)再循環(huán)紙漿純化方法的選擇)。0006在傳統(tǒng)的紙?jiān)傺h(huán)方法中，一般地，紙料(即廢紙)通過在含水介質(zhì)中機(jī)械攪拌被打漿(即分解)，目的是起始再循環(huán)紙的制備和起始廢紙?jiān)现写嬖诘奈廴疚锏娜コ?，取決于紙料的來源，所述污染物將包括粘合劑(例如，丙烯酸類樹脂、乙烯基乙酸酯、熱熔體和類似物)和墨。廢紙初始打漿的結(jié)果是形成了紙纖維的含水漿液，其含有分散于整個(gè)漿液中、約為0.1至1000pm的顆粒的污染物，例如墨和粘合劑。得到的漿液經(jīng)過一系列的處理工藝以去除污染物。取決于所生產(chǎn)的最終紙的質(zhì)量要求，除其它步驟之外，這些工藝可包括下述各個(gè)步驟中的一個(gè)或多個(gè)步驟清洗；篩選(例如，通過網(wǎng)狀物或其類似物的物理過濾進(jìn)行大顆粒污染物的物理去除)；浮選(其中紙漿通過任何合適的脫墨方法典型地被脫墨，例如WO2004/011717中所述的方法，其依賴于用有機(jī)改性的硅氧垸成分進(jìn)行的浮選)；分散；沉淀；和干燥和/或脫水。0007典型地，上述階段沒有一個(gè)是100%成功的，舉例來說，粘合劑、墨和相關(guān)的污染物通過浮選方法只是部分被去除，因此，由于在紙漿加工過程中不能完全除去污染物，得到的制備的紙將含有某種程度的污染。0008從廢紙料中造紙的工廠經(jīng)常面臨這樣的問題，其是由于在紙加工機(jī)器中所用的各種設(shè)備上，例如成形網(wǎng)、壓榨機(jī)(press)、和干燥和域脫水設(shè)備上的圓筒和域網(wǎng)(wires)上的沉積物，特別是有機(jī)污染物的形成所引起的。與這樣的沉積物相關(guān)的問題包括得到的紙的斷裂、紙張缺陷(例如，斑點(diǎn)和孔)，和例如，由于污染物粘附到成形網(wǎng)和脫水設(shè)備及其他設(shè)備上引起的毛布堵塞和表面污染所造成的干燥和/或脫水設(shè)備效率的降低。因此，這些問題引起了造紙機(jī)器的許多停工，并且需要定期地清洗堵塞的設(shè)備，典型地使用化學(xué)清洗用的溶劑或機(jī)械去除沉積物用的刮刀刀片設(shè)備。這些停工和紙張質(zhì)量問題對(duì)于使用再循環(huán)紙漿的紙板、紙和薄紙生產(chǎn)者的生產(chǎn)率和整體經(jīng)濟(jì)效益有直接的影響。0009當(dāng)較大顆粒的污染物在紙漿加工過程中經(jīng)常通過篩選被成功去除的時(shí)候，在用于制備再循環(huán)紙的打漿方法的最后干燥和/或脫水部分中引起沉積的污染物典型地來源于加工得到的紙漿懸浮液中存在的微米大小和/或膠狀污染物，該污染物通過篩選和/或在紙漿加工過程中的其它去污染步驟沒有被去除。在造紙機(jī)器(潤(rùn)濕和干燥部分)中收集的沉積物一般是由于再循環(huán)纖維內(nèi)存在的微米大小和膠狀污染物的凝聚而形成的聚合物，特別是如上所討論的基于粘合劑的材料，包括那些來自壓敏涂膠標(biāo)簽、書用粘合劑和紙板裝配的材料，特別是聚丙烯酸酯、熱熔性粘合劑和聚乙酸乙烯酯殘余物。聚丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯和熱熔污染物經(jīng)常是沉積到涉及造紙工藝的干燥和減脫水部分的設(shè)備上的主要污染物組分。0010有害污染物沉積的形成在工業(yè)中一般被稱為"粘膠物(stickies)"。粘膠物被分成三種類型，即"大粘膠物(macrostickies)"、"小粘膠物(microstickies)"和"膠狀粘膠物(colloidalstickies)"。大粘膠物是被100pm縫篩除去的固態(tài)和粘性污染物。因此，認(rèn)為大粘膠物的當(dāng)量直徑是100以上，并且通過機(jī)械篩選相對(duì)容易被去除。小粘膠物也是粘性顆粒，但是大小在1至100pm之間。與保留在100縫篩上的大粘膠物不同，小粘膠物穿過這種篩，且因此難于選擇性地分離。膠狀粘膠物為1阿以下，并且因此被認(rèn)為屬于污染物的"溶解和膠體部分"。膠狀粘膠物有時(shí)被稱為"潛在的粘膠物"。由于其大小，當(dāng)它們保持膠狀形式時(shí)膠狀粘膠物不具有有害的影響。然而由于含水紙漿介質(zhì)(例如，存在陽離子聚合物、和/或金屬離子如鈣離子等)離子強(qiáng)度的變化，膠狀粘膠物可以經(jīng)歷去穩(wěn)定化，使其沉淀，并且在一些情況下形成在工業(yè)上一般被稱為"二次粘膠物"的粘性沉淀物。0011三種化學(xué)污染物家族實(shí)際上覆蓋了來自廢紙料的(再循環(huán))紙中可以見到的全部的小粘膠物和膠狀粘膠物群體。它們包括(i)壓敏丙烯酸基粘合劑(PSA)，其經(jīng)常被用作信封的壓敏性粘合劑；(ii)聚乙酸乙烯酯(PVAs)和乙基乙烯基乙酸酯(EVA)的殘余物。其經(jīng)常被用于包裝用紙板；和(iii)熱熔性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共聚物，其經(jīng)常被用于粘合書籍。0012美國(guó)專利5,527,431(1996年6月18日)、美國(guó)專利5,560,832(1996年10月1日)、美國(guó)專利5,589,075(19%年12月31日)、美國(guó)專利5,597，490(1997年1月28日)、美國(guó)專利5,624，569(1997年4月29日)和美國(guó)專利5,679,261(1997年10月21日)描述了含有某種硅烷的組合物在廢水處理、脫墨紙漿(DIP)制備中產(chǎn)生的脫墨工藝水的澄清、濁度降低、食品加工廢物處理和含油廢水的去乳化中的應(yīng)用，所述組合物是水溶性的表面活性的含硅的聚電解質(zhì)共聚物，特別地，是通過含非硅原子的親水性和疏水性有機(jī)單體，包括二烯丙基二甲基鹵化銨，例如二烯丙基二甲基氯化銨，與乙烯基烷氧基硅烷，例如乙烯基三甲氧基硅烷的反應(yīng)而制備的含硅共聚物。發(fā)明概述0013本發(fā)明涉及再循環(huán)紙產(chǎn)品和從廢紙料中制造所述再循環(huán)紙產(chǎn)品的方法。在再循環(huán)紙產(chǎn)品的制造過程中和所述產(chǎn)品中降低污染物沉積的方法，所述方法包括-(a)將廢紙料在含水介質(zhì)中打漿和(b)加工在(a)步驟中產(chǎn)生的紙漿，以形成再循環(huán)紙。其特征在于，在步驟(a)和/或步驟(b)期間，加入有效量的一種或多種含硅材料，其選自(0環(huán)氧基和/或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(ii)環(huán)氧丙氧基和/或環(huán)氧基官能性硅氧垸，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(iii)季銨官能性硅氧烷聚合物，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，禾口/或(iv)用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧垸聚合物，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，和/或(v)氨基官能性硅烷和/或氨基官能性硅氧烷和/或它們與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，和/或(vi)烷基官能性硅烷和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物；并且使所述含硅材料與紙漿中的所述污染物相互作用，因此降低了紙漿加工設(shè)備上和得到的紙產(chǎn)品中所述污染物的沉積。0014對(duì)于本發(fā)明的目的，紙產(chǎn)品可以包括紙、薄紙(tissuepaper)和/或紙板材料。0015基于廢紙料的干重，所述添加劑的優(yōu)選量是按重量計(jì)0.01-10%。在兩種或更多含硅材料被用作添加劑的情況下，基于廢紙料的干重，添加劑的累積量按重量計(jì)保持在0.01-10%的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地是在0.02-1.0%的范圍內(nèi)。0016發(fā)明者令人驚異地和出乎意料地證明了，根據(jù)本發(fā)明，含硅材料的加入顯著降低了沉積到在紙漿的干燥和/或脫水中使用的網(wǎng)上的污染物的表面積，所述污染物在下文被稱為"粘膠物"，似乎上面所稱的相互作用明顯降低了粘膠物對(duì)于金屬基底的粘結(jié)強(qiáng)度，例如在造紙方法中的干燥步驟中所使用的那些金屬基底?？紤]到詳述部分，本發(fā)明的這些和其它特征將是顯而易見的。發(fā)明詳述0017本發(fā)明涉及全部類型的粘性污染物，其在工業(yè)上一般被稱為"粘膠物"，例如如本文前述的大粘膠物、小粘膠物和膠狀粘膠物，其典型地來源于廢紙料中存在的不同粘合劑和/或墨成分。優(yōu)選地，該污染物是大粘膠物、膠狀粘膠物及其混合物。0018本文的含硅材料選自(i)環(huán)氧基和/或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(ii)環(huán)氧丙氧基和/或環(huán)氧基官能性硅氧烷，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(iii)季銨官能性硅氧烷聚合物，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，禾口/或(iv)用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物，和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，和/或(v)氨基官能性硅烷和/或氨基官能性硅氧烷和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，和/或(vi)烷基官能性硅浣和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物。0019申請(qǐng)人認(rèn)為，含硅材料可提高紙漿清洗階段，即，粘膠物的去除時(shí)的凝結(jié)和絮凝效率，和/或在所得再循環(huán)紙的整飾中粘膠物的調(diào)和(pacification)。粘膠物的調(diào)和意思是指去除粘膠物的粘性性質(zhì)，因此防止它們沉積到設(shè)備或所得的紙產(chǎn)品上。0020優(yōu)選地，含硅材料在步驟(a)中所用的含水介質(zhì)中是可溶的，并且在步驟(a)(當(dāng)含硅材料存在時(shí))和步驟(b)期間與污染物相互作用。步驟(b)典型地將涉及下面的清洗、篩選、浮選、分散、沉降、干燥和/或脫水和任何其它的標(biāo)準(zhǔn)紙漿處理階段中的一個(gè)或多個(gè)階段。0021含硅材料可在步驟(a)和/或步驟(b)期間的任何時(shí)間點(diǎn)被引入紙漿中，即，它可以單獨(dú)在步驟(a)期間被引入一次或多次，或單獨(dú)在步驟(b)期間被引入一次或多次，或正如優(yōu)選地，可以在步驟(a)和步驟(b)期間都被引入，并且這取決于所進(jìn)行的整個(gè)過程。優(yōu)選地，當(dāng)在步驟(b)期間加入時(shí)，含硅材料在這樣的加入點(diǎn)被加入，此時(shí)足夠的剪切混合被施加以確保含硅材料與粘膠物之間的相互作用，使得能夠發(fā)生鈍化。然而最優(yōu)選地，在步驟(b)期間的加入應(yīng)當(dāng)發(fā)生在紙漿進(jìn)入紙機(jī)之前，紙張或紙巻等在所述紙機(jī)內(nèi)形成。0022含硅材料可以單獨(dú)被引入紙漿或結(jié)合其它成分被引入?？梢耘c含硅材料一起引入或者分開引入的一個(gè)優(yōu)選的添加成分是滑石?；梢栽诤璨牧弦氲耐瑫r(shí)、之前或之后被引入?；惹耙呀?jīng)在一些再循環(huán)紙生產(chǎn)方法中被用于控制粘膠物。然而，滑石對(duì)于控制粘膠物僅有有限的效率，而且給使用者帶來了處理問題。0023來自廢紙并且如本文前述被加工的紙漿可以與原漿相結(jié)合，用于制造紙、薄紙或紙板。根據(jù)本發(fā)明的方法可以結(jié)合WO2004/011717中所述的脫墨方法，或者甚至造紙廠已經(jīng)使用的任何其它的標(biāo)準(zhǔn)脫墨助劑化學(xué)品(de-inkingaidchemistry)而實(shí)施。0024根據(jù)本發(fā)明的工藝可以在任何合適的pH條件下進(jìn)行，即酸性、堿性和中性，盡管大約中性條件pH7(+或—pH0.5)是優(yōu)選的，特別是相比于堿性條件，所述堿性條件當(dāng)用在傳統(tǒng)的脫墨方法中時(shí)，引起水溶性和/或膠狀固體和精細(xì)分散的固體，例如填充物、細(xì)纖維和粘膠物污染生產(chǎn)用水。0025可在本文使用的合適的環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷(i)的一些例子包括3-環(huán)氧丙氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸和環(huán)氧己基三乙氧基硅烷。0026可在本文使用的合適的環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅氧垸(ii)的一些例子包括3-環(huán)氧丙氧基丙基五甲基二硅氧垸、環(huán)氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧垸和環(huán)氧丙氧基丙基封端的聚苯基甲基硅氧烷。0027合適的季銨官能性硅氧烷聚合物(iii)和其制造方法在US6,787,603以及US6，482，969和US6,607，717中被詳細(xì)描述。如這些專利中所述，一般地，乳液形式的季銨官能性硅氧垸聚合物是通過在表面活性劑存在的情況下，使其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物，和其分子內(nèi)具有氨基的硅氧烷迸行反應(yīng)制備的。隨后，上述三種組分被分散在極性水相中。0028含有環(huán)氧基的有機(jī)季銨化合物的一些例子是縮水甘油基三甲銨氯化物和縮水甘油基三甲銨溴化物；含有鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物的一些例子是(3-氯-2-羥丙基)三甲銨氯化物、(3-氯-2-羥丙基)二甲基十二烷銨氯化物、(3-氯-2-羥丙基)二甲基十八烷銨氯化物、(3-氯-2-羥丙基)三甲銨溴化物、(3-氯-2-羥丙基)二甲基十二烷銨溴化物、禾口(3-氯-2-羥丙基)二甲基十八烷銨溴化物。0029用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧垸聚合物(iv)和制備該聚合物的方法在國(guó)際公布號(hào)WO2004/103326和國(guó)際公布號(hào)WO2004/104013中被詳細(xì)描述。如WO2004/103326和WO2004/104013中所述，乳液形式的用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物是通過加入交聯(lián)劑，使與上面季銨官能性硅氧烷聚合物(E)所用成分相同的成分進(jìn)行反應(yīng)而制備的。0030如WO2004/103326和WO2004/104013所表明，該交聯(lián)劑是含有至少兩個(gè)環(huán)氧基的有機(jī)環(huán)氧化物，即二環(huán)氧化物，其包括組分，如乙二醇二縮水甘油醚、二乙二醇二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、甘油二縮水甘油醚、三縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚；1，2，3，4-二環(huán)氧丁垸；1,2,4,5-二環(huán)氧戊烷；1,2，5，6-二環(huán)氧己垸；1，2，7，8-二環(huán)氧辛垸；1，3-二乙烯基苯二環(huán)氧化物；1，4-二乙烯基苯二環(huán)氧化物；4，4，-異亞丙基二酚二縮水甘油醚和氫醌二縮水甘油醚。也可使用其它的垸基多元醇的多縮水甘油醚、聚垸撐二醇的聚縮水甘油醚、二環(huán)氧垸烴、二環(huán)氧芳烷烴(amlkane)和多酚多縮水甘油醚。實(shí)施例0031提出下面一系列實(shí)施例，以更詳細(xì)地闡釋本發(fā)明。實(shí)施例1表明六種降低粘膠物沉積的添加劑的性能。實(shí)施例0032在該實(shí)施例中，起始物質(zhì)為含有作為粘膠物的大約1wt%粘合劑的化學(xué)原漿。該物質(zhì)被打漿30分鐘。然后，該漿液在水中被稀釋成0.5%的濃度，并放入測(cè)試槽中。意欲降低粘膠物量的添加劑組分被加入，并且該漿液被攪拌IO分鐘。隨后將網(wǎng)放置在槽中，再攪拌槳液30分鐘。試驗(yàn)一完成，取出網(wǎng)、干燥、稱重和掃描，以估測(cè)沉積在網(wǎng)上的粘膠物的總表面積。試驗(yàn)結(jié)果以圖的形式顯示在附圖的單個(gè)圖中。在該圖中，柱的高度越小，所表示的粘膠物的鈍化作用越好(即通過粘膠物與含硅材料的相互作用，粘膠物被防止沉積到網(wǎng)上)。0033圖中顯示的這六種添加劑A-F分別是滑石(A);氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(B);3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(C);含有用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物的乳液(D);含有季銨官能性硅氧烷聚合物的乳液(E);含有羧基官能性硅氧烷聚合物的乳液(F)。0034如上所示，添加劑(D)在WO2004/103326和WO2004/104013中被詳細(xì)描述。添加劑(E)在美國(guó)專利6,787,603、美國(guó)專利6,482,969和美國(guó)專利6，607，717中被詳細(xì)描述。0035從下表1中應(yīng)當(dāng)明顯地看出，在濃度為干紙重的1%時(shí)，相比其它添加劑A、B禾卩F，添加劑C、D和E在調(diào)和粘膠物方面是最有效的添加劑。當(dāng)該實(shí)施例用再循環(huán)纖維在同樣粘合劑存在下重復(fù)進(jìn)行時(shí)，又產(chǎn)生更少的沉積，這證實(shí)礦物質(zhì)填充物、墨和再循環(huán)纖維中的其它產(chǎn)物的存在也使得粘膠物鈍化。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>(F)含有羧基官能性硅氧烷聚合物的乳液8690實(shí)施例2—漿液中的網(wǎng)沉淀測(cè)試0036在這一系列實(shí)施例中，采用下列方法進(jìn)行粘膠物沉積試驗(yàn)0037應(yīng)用丙烯酸基壓敏粘合劑(PSA)作為典型粘合劑(JackstadE115)。將該粘合劑施加到僅包括原纖維的紙上。施加的PSA的量等于干纖維含量的1%(例如，lgPSA/100g紙)。處理的紙然后被切成小片形成紙料，并被加到紙漿機(jī)(Lhomargy紙漿機(jī))中，接著加入預(yù)熱的軟化水(45°C)，使得水中纖維的濃度為35g/L(3.5%的紙漿稠度)。然后以表2所表明的量引入添加劑，并且打漿過程進(jìn)行20分鐘，同時(shí)保持混合物的溫度大約在45t:。在打漿步驟完成之后，用另外的熱的軟化水(45°C)將得到的紙漿稀釋為10g/L的濃度(1%紙漿稠度)，并且將其倒入Deagoutte等在Doshi&associatesInc.的MahendraRDoshiEd.Pub.2002，第135頁中的"RecentAdvancesinPaperRecycling-Stickies"所述類型的沉積測(cè)試儀中。0038然后，在所得的稀釋的紙漿的攪拌混合物中移動(dòng)固定在合適的攪拌葉上的網(wǎng)，持續(xù)20分鐘的時(shí)間，然后取出網(wǎng)、淋洗和干燥并分析其上的污染物沉積。所采用的顯色方法的結(jié)果是，觀察到網(wǎng)上的污染物沉積是黑色的，并且應(yīng)用成像分析確定存在的量。表2中的結(jié)果給出了被污染物(粘膠物)所覆蓋的網(wǎng)的表面積，單位是平方毫米(mm2)/平方米(m2)網(wǎng)。表2清楚地表明，相比于作為比較實(shí)施例給出的1.0%的滑石，有機(jī)硅烷，特別是環(huán)氧丙氧基丙基三院氧基官能性硅垸降低網(wǎng)上污染物(粘膠物)沉積的效率。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>實(shí)施例3—在紙張形成期間的網(wǎng)沉積試驗(yàn)(wiredepositiontesting)0039按照與實(shí)施例2中所述的方法相同的方法，制備紙槳。然后，用軟化水(45°C)將所得的紙漿稀釋到1g/L。然后制備一系列手工紙(10-15)，對(duì)于每張使用相同的網(wǎng)。網(wǎng)收集從正在生產(chǎn)的手工紙轉(zhuǎn)移的污染物(粘膠物)沉淀。紙漿的排水(drainage)可以應(yīng)用重力或用水泵協(xié)助。如表3中將要看到的，加入的硅烷(Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)的量，是以不同量被加入的，并且提供了使用兩種劑量的滑石添加劑的比較實(shí)施例。表3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>0040應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，被污染物覆蓋的網(wǎng)表面積顯著降低，且與比較實(shí)施例比較時(shí)，使用環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷的每一實(shí)施例在網(wǎng)表面覆蓋方面給出了相等或增強(qiáng)的降低，即，當(dāng)Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸以相對(duì)于紙漿中干纖維含量的0.05-0.4%之間的濃度被加入時(shí)，網(wǎng)上的污染物(粘膠物)沉積大大減少。0041發(fā)明人己經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在打漿過程中硅烷和/或聚硅氧烷添加劑的加入對(duì)于降低污染物的網(wǎng)上沉淀而言是優(yōu)選的。按干紙料含量的重量計(jì)在0.02-0.2%之間的添加劑劑量水平是充分的。本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，根據(jù)本發(fā)明的0.05wtW的添加劑提供了與1.0°/?；嗨频奈廴疚锝档吐剩?.2wt。/。得到明顯更高的降低率，即接近100%的污染物降低。典型地，污染物和所使用的且未被收集到網(wǎng)上的含硅材料不是保留在所得的紙里就是被排到打漿廢水中。實(shí)施例4一在紙張形成期間的網(wǎng)沉積試驗(yàn)DIP工藝水的影響0042在該實(shí)施例中，使用了與如上面實(shí)施例2中所述相同的方法。然而，打漿是用脫墨紙漿(DIP)工藝水而不是純的蒸餾水進(jìn)行的。如表4可見，使用Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸(按重量計(jì)為干紙料的0.2%)對(duì)于降低在網(wǎng)上收集的污染物沉積而言仍是很有效的。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>實(shí)施例5—紙漿的網(wǎng)沉積試驗(yàn)硅烷+滑石相結(jié)合的作用在造紙工業(yè)中，加入大約1.0%的滑石對(duì)于控制在原漿和從廢紙料得到的漿液中存在的污染物而言是普通的實(shí)踐。在下面的實(shí)施例中(表5)，我們表明，Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(按重量計(jì)為干紙料的0.1%)與滑石(按重量計(jì)為干紙料的1%)結(jié)合使用對(duì)于進(jìn)一步降低網(wǎng)上收集的污染物沉積而言是有效的。表5污染物(lg/辦g紙)添加劑污染物所覆蓋的網(wǎng)的表面積Cmm2/m2)覆蓋表面的降低(％)PSA無19340PSA滑石(1.0%)—比較69164PSA滑石(1.0%)十Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(0.1%)38280實(shí)施例6—在紙張形成期間的網(wǎng)沉積試驗(yàn)在打漿期間PH的影響打漿期間pH的改變可在某些情況下可被觀察到。然而，優(yōu)選地，造紙工藝在大約中性pH條件下進(jìn)行。在一系列實(shí)施例(表6)中，我們已經(jīng)表明，相對(duì)于正常的中性(pH7)條件，在打漿期間使pH為酸性(醋酸鹽緩沖液，pH4.6)或堿性(碳酸鹽緩沖液，pH9.8)時(shí)，使用Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸(按重量計(jì)為干紙料的0.2%)對(duì)于降低網(wǎng)上收集的污染物沉積而言仍是有效的。表6污染物(lg/100g紙)添加劑污染物所覆蓋的網(wǎng)的表面積(薩2/m2)覆蓋表面的降低(％)PSA無，pH710230PSAY-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸(0.2%)，pH755146PSA無，pH4.63060PSAY-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(0.2%)，pH4.617044PSA無，pH9.82200PSAY-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(0.2%)，pH9.814330043本文所述的化合物、組合物和方法可以進(jìn)行其它變化，其沒有脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特征。本文特別闡明的本發(fā)明的實(shí)施方式僅是示例性的，并且除了所附權(quán)利要求中所限定的范圍之外，不意欲作為對(duì)本發(fā)明范圍的限定。權(quán)利要求1.降低再循環(huán)紙產(chǎn)品制備期間和在所述產(chǎn)品中污染物沉積的方法，所述方法包括步驟(a)將廢紙料在含水介質(zhì)中打漿，和(b)加工步驟(a)中產(chǎn)生的紙漿，以形成再循環(huán)紙，其特征在于，在步驟(a)和/或步驟(b)期間，加入有效量的一種或多種含硅材料，所述含硅材料選自(i)環(huán)氧基和/或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(ii)環(huán)氧丙氧基和/或環(huán)氧基官能性硅氧烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(iii)季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(iv)用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(v)氨基官能性硅烷、和/或氨基官能性硅氧烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(vi)烷基官能性硅烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物；并且使所述含硅材料與所述紙漿中的所述污染物相互作用，從而降低所述污染物在紙漿加工設(shè)備上和得到的紙產(chǎn)品中的沉積。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷(i)選自3-環(huán)氧丙氧基丙基二甲基乙氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、環(huán)氧環(huán)己基乙基三乙氧基硅垸、環(huán)氧環(huán)己基乙基三甲氧基硅烷和環(huán)氧己基三乙氧基硅烷。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷(i)是3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅氧垸(ii)選自3-環(huán)氧丙氧基丙基五甲基二硅氧烷、環(huán)氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧垸、環(huán)氧環(huán)己基乙基封端的聚二甲基硅氧垸、環(huán)氧基丙氧基丙基封端的聚苯基甲基硅氧烷、環(huán)氧環(huán)己基乙基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物、和環(huán)氧基環(huán)己基乙基甲基硅氧烷/甲氧基聚烯氧基甲基硅氧垸/二甲基硅氧烷三元共聚物。5.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅氧烷(ii)是環(huán)氧丙氧基和/或環(huán)氧基官能性硅樹脂。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述季銨官能性硅氧垸聚合物(iii)是通過使其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或卣代醇基的有機(jī)季銨化合物與其分子內(nèi)具有氨基的硅氧烷，在表面活性劑存在的情況下，分散于極性水相中，進(jìn)行反應(yīng)而制備的。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物(iv)是在分散于極性水相的表面活性劑和交聯(lián)劑存在的情況下，通過使其分子內(nèi)具有環(huán)氧基或鹵代醇基的有機(jī)季銨化合物與其分子內(nèi)具有氨基的硅氧烷反應(yīng)而制備的。8.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的方法，其中基于紙料干重，所述用于降低污染物沉積的含硅材料的量是按重量計(jì)0.01-10%。9.根據(jù)前述權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，至少兩種含硅材料被用于降低污染物沉積，并且基于紙料干重，所述硅烷的總量將處于按重量計(jì)0.01-10%的范圍。10.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述含硅材料在打漿(步驟(a))期間被引入。11.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述含硅材料在紙漿加工(步驟(b))期間被引入。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述含硅材料在紙漿加工(步驟(b))中的下述階段中的一個(gè)或多個(gè)期間被引入清洗、篩選、浮選、分散、沉降、千燥和/或脫水和任何其它的標(biāo)準(zhǔn)紙漿處理階段。13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述含硅材料在步驟(b)期間被加入，加入時(shí)足夠的剪切混合被施加，以確保所述含硅材料與污染物之間的相互作用，使得鈍化發(fā)生。14.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在浮選階段，應(yīng)用脫墨助劑去除墨。15.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，水是純的軟化水，或是在脫墨期間被提取的工藝水。16.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述污染物包括例如在0.1至1000pm之間的任何大小的膠狀粘膠物、和/或小粘膠物和/或大粘膠物。17.來自廢紙料的紙漿組合物，其包括紙纖維和有效量的含硅材料，所述含硅材料選自(i)環(huán)氧基和/或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(ii)環(huán)氧丙氧基和/或環(huán)氧基官能性硅氧烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(iii)季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、禾口/或(iv)用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(v)氨基官能性硅烷、和域氨基官能性硅氧烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(Vi)烷基官能性硅烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的紙漿組合物，其中所述環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅垸選自3-環(huán)氧丙氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅垸、環(huán)氧環(huán)己基乙基三乙氧基硅烷、環(huán)氧環(huán)己基乙基三甲氧基硅烷和環(huán)氧己基三乙氧基硅烷。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的紙漿組合物，其中所述環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷是3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的紙漿組合物，其中所述環(huán)氧基或環(huán)氧丙氧基官能性硅氧垸選自3-環(huán)氧丙氧基丙基五甲基二硅氧烷、環(huán)氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧垸、環(huán)氧環(huán)己基乙基封端的聚二甲基硅氧垸、環(huán)氧丙氧基丙基封端的聚苯基甲基硅氧浣、環(huán)氧環(huán)己基乙基甲基硅氧烷/二甲基硅氧烷共聚物和環(huán)氧環(huán)己基乙基甲基硅氧烷/甲氧基聚烯氧基甲基硅氧垸/二甲基硅氧烷三元共聚物。21.根據(jù)權(quán)利要求17至20中任一項(xiàng)所述的紙漿組合物，其中基于紙料的干重，所述紙漿中的添加劑的量是按重量計(jì)0.01-10%。22.紙產(chǎn)品，其包括從根據(jù)權(quán)利要求17至21中任一項(xiàng)所述的紙漿組合物中制得的。23.—種根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述、從紙料中制備紙和/或薄紙的方法。24.紙和/或薄紙產(chǎn)品，其可根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法得到。25.有效量的下述物質(zhì)的應(yīng)用(0環(huán)氧基和/或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(ii)環(huán)氧丙氧基和/或環(huán)氧基官能性硅氧烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物(iii)季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(iv)用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(v)氨基官能性硅烷、和/或氨基官能性硅氧烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物、和/或(vi)烷基官能性硅垸、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物；以降低在再循環(huán)紙產(chǎn)品制備期間和在所述產(chǎn)品中污染物的沉積。全文摘要通過向紙料中加入有效量的添加劑以減低污染物沉積，紙從來自再循環(huán)紙纖維的含紙料的紙漿中被制備，所述添加的一種或多種含硅材料選自(i)環(huán)氧基和/或環(huán)氧丙氧基官能性硅烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，(ii)環(huán)氧丙氧基和/或環(huán)氧基官能性硅氧烷、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，(iii)季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，和/或(iv)用有機(jī)環(huán)氧化物交聯(lián)的季銨官能性硅氧烷聚合物、和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，和/或(v)氨基官能性硅烷和/或氨基官能性硅氧烷和/或它們與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物，和/或(vi)烷基官能性硅烷和/或其與水的水解或縮合反應(yīng)產(chǎn)物。該添加劑，基于紙料的干重，以按重量計(jì)0.01-10％的量?jī)?yōu)選地被加入。文檔編號(hào)D21C5/02GK101184890SQ200680018315公開日2008年5月21日申請(qǐng)日期2006年4月20日優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日發(fā)明者D·M·佩里,E·范登堡,F·M·福涅爾,F·德比耶,J·G·弗朗西斯申請(qǐng)人:道康寧公司