專利名稱：紙和紙板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙和紙板的制備方法。
背景技術(shù)：
在最近紙和紙板的制備中，隨著回收紙使用率的提高、廢紙紙漿比例的提高和封閉系統(tǒng)的增加，原料中稱作“陰離子廢料”的陰離子雜質(zhì)增加了。陰離子廢料不僅導(dǎo)致樹脂斑(pitch)和缺陷，還會導(dǎo)致生產(chǎn)率下降，如破損紙的出現(xiàn)和生產(chǎn)效率的降低。
日本專利No.3218557公開了在造紙工藝中，通過向干燥前的造紙材料中加入兩性聚合物分散體、膠體二氧化硅和/或膨潤土來改善收率的方法。EP235893(對應(yīng)于JP S62-191598A)公開了通過在某個剪切步驟前首先加入合成陽離子聚合物和在該剪切步驟后加入膨潤土來改進(jìn)游離度、收率、干燥和勻度性能的方法。
然而，這些方法沒有實現(xiàn)對收率、特別是填料(loading filler)收率的充分作用。通過增加填料的加入量使收率得到了改進(jìn)，但是在該情況下，產(chǎn)品的勻度變差了。應(yīng)用膨潤土需要繁鎖的溶解過程。在采用膠體二氧化硅的情況下，因為有效組分的濃度低而增加了運輸費用，而且在加入點會產(chǎn)生硅石垢，以致于降低了紙張質(zhì)量。
JP H5-29719B(日本專利No.2128702)公開了改進(jìn)樹脂斑和游離度的方法，其通過在第一陽離子聚合物之前加入分子量比該第一陽離子聚合物低的陽離子聚合物，最后加入陰離子無機(jī)材料。然而，該方法不能顯著改進(jìn)收率、特別是填料的收率。
日本專利No.2948358公開了通過向造紙材料中提供陽離子聚合物和陰離子高分子微粒來改進(jìn)收率的方法。然而，根據(jù)該方法，如果在造紙材料中存在很多陰離子雜質(zhì)，即大量陰離子廢料的話，收率效果會顯著下降。
采用陽離子聚合物或兩性聚合物和陰離子無機(jī)微粒如膨潤土或膠體二氧化硅的常規(guī)技術(shù)中的問題，可能是陽離子聚合物或兩性聚合物和陰離子無機(jī)微粒間的凝固能力差造成的。隨著造紙材料中陰離子廢料組分的增多，較差的凝固能力進(jìn)一步下降，以致于不能獲得充分的收率作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供制備紙和紙板的方法，該方法不僅能夠防止樹脂斑沉積以減少缺陷(甚至在造紙材料包含大量陰離子雜質(zhì)的情況下)，還能夠改進(jìn)游離度和收率而不會破壞勻度，以及改進(jìn)生產(chǎn)力，如減少破損紙張并提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明制備紙和紙板的方法包含向造紙材料中加入水溶性陽離子高分子聚合物的第一步驟；在至少一個剪切工藝后向第一步驟的造紙材料中加入水溶性兩性高分子聚合物的第二步驟；在至少一個剪切工藝后向第二步驟的造紙材料中加入陰離子有機(jī)高分子微粒的第三步驟；和對第三步驟的造紙材料進(jìn)行脫水、將造紙材料制成紙張，然后干燥紙張的第四步驟。
根據(jù)本發(fā)明的制備紙和紙板的方法，因為兩性聚合物和陰離子有機(jī)高分子微粒間的強(qiáng)相互作用獲得了優(yōu)異的添加劑效率。本發(fā)明的方法防止了樹脂斑沉降的形成，以致于即使在造紙材料包含大量陰離子廢料的情況下仍減少了缺陷。本發(fā)明的方法改進(jìn)了游離度和收率，而不損害勻度。本發(fā)明的方法減少了破損紙并提高了生產(chǎn)效率。根據(jù)本發(fā)明的制備紙和紙板的方法，使對應(yīng)于提高了再生紙使用率、提高了廢紙紙漿比例和增加了封閉系統(tǒng)的紙和紙板的制備得到了實現(xiàn)。


圖1a-1d簡要說明了凝固作用的作用機(jī)理，和圖2a和2b簡要說明了現(xiàn)有技術(shù)中凝固作用下降的原因。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，向造紙材料中加入作為用于形成樹脂斑的陽離子聚合物的水溶性陽離子高分子聚合物(以下有時稱作“陽離子聚合物”)，然后，向造紙材料中加入水溶性兩性高分子聚合物(以下有時稱作“兩性聚合物”)，還向造紙材料中加入陰離子有機(jī)高分子微粒。因此，充分確保了兩性聚合物和陰離子有機(jī)高分子微粒間的結(jié)合部分足夠多。兩性聚合物和陰離子有機(jī)高分子微粒間的強(qiáng)相互作用提供了以下作用A、B和C。
A防止樹脂斑沉積以減少缺陷B防止對勻度的損害并改進(jìn)游離度和收率
C減少破損紙并提高生產(chǎn)效率。
樹脂斑形成指的是陽離子聚合物局部地附著在固體物質(zhì)如紙漿纖維和填料的陰離子表面上，使附著的部分表現(xiàn)出陽離子性質(zhì)的現(xiàn)象。
本發(fā)明制備紙和紙板的方法的作用機(jī)理尚未搞清楚，但可如下推理，其中陽離子聚合物、兩性聚合物和陰離子有機(jī)高分子微粒按次序加入。
為形成樹脂斑而加入陽離子聚合物導(dǎo)致兩種作用，即以下的1)和2)。
1)陰離子廢料被陽離子聚合物部分中和，以致于減少了隨后加入的兩性聚合物中被陰離子廢料消耗掉的陽離子的量，由此促進(jìn)了兩性聚合物的作用。
2)向造紙材料中加入用于形成樹脂斑的陽離子聚合物以凝固紙漿纖維(包括存在于造紙材料中的任何固體物質(zhì)如填料，以下有時稱作“纖維及其它固體物質(zhì)”)，以生成凝固物質(zhì)。通過造紙材料制備過程中的剪切力來分散所述凝固物質(zhì)。之后，在纖維及其它固體物質(zhì)表面上形成了陽離子樹脂斑。隨后加入的兩性聚合物因為陽離子基團(tuán)之間的回彈作用(reboud)而呈現(xiàn)出尾狀、環(huán)狀等形狀。由于兩性聚合物難以變平直，因而降低了與陰離子有機(jī)高分子微粒的結(jié)合作用。
加入的兩性聚合物由所述兩性聚合物自身形成了離子絡(luò)合物，該離子絡(luò)合物與原始分子相比被最大化了，因而進(jìn)一步有效地對凝固作用起作用。
將要參考圖1a-2b進(jìn)一步詳細(xì)描述上述2)的作用。
當(dāng)像現(xiàn)有技術(shù)那樣直接將兩性聚合物2加入纖維或其它固體物質(zhì)中時，以尾狀(2B)和環(huán)狀(2A)附著在纖維及其它固體物質(zhì)1上的兩性聚合物，如圖2a所示，隨時間推移變?yōu)槠街睜?，如圖2b所示。平直狀的兩性聚合物2c不能確保與陰離子微粒的結(jié)合部分，結(jié)果是不能獲得充分的相互作用，因而造成不充分的凝固作用。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，加入用于形成樹脂斑的陽離子聚合物使陽離子聚合物3附著在纖維及其它固體物質(zhì)1表面上以形成樹脂斑，如圖1a所示。如圖1b所示，兩性聚合物分子4，4形成離子絡(luò)合物使表觀分子最大化(4k)。由于在加入陽離子聚合物之后加入兩性聚合物4，兩性聚合物4的陽離子基團(tuán)抵住陽離子聚合物3發(fā)生回彈，兩性聚合物4的陰離子基團(tuán)抵住纖維的陰離子表面發(fā)生回彈，這樣所述陽離子基團(tuán)和陰離子基團(tuán)分別附著在陰離子部分和陽離子部分上。如圖1c和1d所示，兩性聚合物以尾狀(4KB)和環(huán)狀(4KA)附著在纖維和其它固體物質(zhì)1上。兩性聚合物也以尾狀(4KB)和環(huán)狀(4KA)形式附著于陽離子聚合物3，而陽離子聚合物附著于纖維上，因此難以變直。兩性聚合物的分子4，4形成離子絡(luò)合物，使表觀分子最大化并放大了所述的尾狀和環(huán)狀。以尾狀(4KB)和環(huán)狀(4KA)附著在纖維及其它固體物質(zhì)1上的兩性聚合物4與陰離子有機(jī)高分子微粒具有許多結(jié)合部分，因而造成了與陰離子有機(jī)高分子微粒的強(qiáng)相互作用。因此，可以獲得顯著高于常規(guī)方法的凝固效果，由此明顯地改進(jìn)了收率效率。
在本發(fā)明中，將陰離子有機(jī)高分子微粒用作陰離子微粒。與采用陰離子無機(jī)微粒的情況相比，獲得了以下的優(yōu)異效果。
i)可以自由設(shè)定陰離子度。
ii)如果目的需要，可以加入離解敏感基團(tuán)。
iii)由于微粒膨脹使反應(yīng)部分?jǐn)U張，可以獲得高于無機(jī)顆粒的效果。
下面將要描述本發(fā)明中所用的陽離子聚合物、兩性聚合物和陰離子有機(jī)高分子微粒。
雖然對本發(fā)明中所用的陽離子聚合物的單體成分沒有特別的限制，但優(yōu)選具有樹脂斑形成性能的，其在1N硝酸鈉溶液中的極限粘度(一種聚合物在1N硝酸鈉溶液中沉淀的情況下，則用在1N氯化鈉溶液中的極限粘度)是15dl/g或更低，陽離子當(dāng)量為0.5-11meq/g。則用在1N硝酸鈉溶液中的極限粘度(聚合物在1N硝酸鈉溶液中沉淀的情況下，則用在1N氯化鈉溶液中的極限粘度)超過15dl/g的聚合物因為分子量過高而抗剪切能力弱。陽離子當(dāng)量低于0.5meq/g的聚合物難以形成樹脂斑。另一方面，陽離子當(dāng)量超過11meq/g的聚合物反應(yīng)劇烈，因而易于生成凝固雜質(zhì)。因此，為了確?？辜羟袕?qiáng)度，則用在1N硝酸鈉溶液中的極限粘度(聚合物在1N硝酸鈉溶液中沉淀的情況下，則用在1N氯化鈉溶液中的極限粘度)優(yōu)選為15dl/g或更低，以獲得適當(dāng)大小的分子。為了高效率地形成樹脂斑，陽離子當(dāng)量優(yōu)選為0.5meq/g或更高。為防止凝固雜質(zhì)的產(chǎn)生，陽離子當(dāng)量優(yōu)選為11meq/g或更低。更優(yōu)選極限粘度為0.1dl/g-13dl/g，陽離子當(dāng)量為1meq/g-10meq/g。
優(yōu)選的陽離子聚合物的具體實例包括聚乙烯亞胺或聚乙烯胺與表氯醇的縮合產(chǎn)物、二氰基聯(lián)氨的均聚物、二甲基二烯丙基銨或(甲基)丙烯?；跻一谆@氯化物的均聚物、和二甲基二烯丙基銨或(甲基)丙烯酰基氧乙基三甲基銨氯化的的均聚物與丙烯酰胺的共聚物。可以單獨地或以二或更多種的混合物的形式使用這些陽離子聚合物。其中，二甲基二烯丙基銨的聚合物、二甲基二烯丙基銨與丙烯酰胺的共聚物、(甲基)丙烯?；跻一谆然@的聚合物、和(甲基)丙烯?；已趸谆然@與丙烯酰胺的共聚物是優(yōu)選的。陽離子單體含量優(yōu)選為10-100摩爾％，丙烯酰胺含量優(yōu)選為0-90摩爾％?！?甲基)丙烯酰基”代表丙烯?；蚣谆；?。
用于本發(fā)明中的優(yōu)選兩性聚合物的具體實例包括的兩性聚合物具有0.5-90摩爾％下式(I)表示的陽離子單體單元，0.2-90摩爾％一或多種選自以下的陰離子單體單元(甲基)丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，及其鹽，和1-99.3摩爾％的丙烯酰胺單元，并具有以下性質(zhì)在1N硝酸鈉溶液(pH3)中的極限粘度為0.1dl/g或更多，陽離子當(dāng)量為0.1-5meq/g，陰離子當(dāng)量為0.01-10meq/g?！?甲基)丙烯酸”代表丙烯酸或甲基丙烯酸。
其中A代表O或NH，B代表C2H4、C3H6或CH2CHOHCH2，R1代表H、甲基、乙基、芐基或3-氯-2-羥丙基，R2、R3、R4獨立地代表H、1-3個碳原子的烷基、1-3個碳原子的烷氧基或芐基，X-代表陰離子。
當(dāng)兩性聚合物在1N硝酸鈉溶液(pH3)中的極限粘度低于0.1dl/g時，難以在樹脂斑表面上形成環(huán)狀或尾狀的附著。當(dāng)陽離子當(dāng)量低于0.1meq/g時，難以獲得充分的附著。另一方面，當(dāng)陽離子當(dāng)量超過5meq/g時，由于劇烈的反應(yīng)，容易生成凝固雜質(zhì)。當(dāng)陰離子當(dāng)量低于0.01meq/g時，難以獲得充分的附著。另一方面，當(dāng)陰離子當(dāng)量超過10meq/g時，由于劇烈的反應(yīng)，容易生成凝固雜質(zhì)。因此，為了在樹脂斑表面上形成環(huán)狀或尾狀的充分附著，兩性聚合物在1N硝酸銨溶液(pH3)中的極限粘度優(yōu)選為0.1dl/g或更高。為了防止產(chǎn)生凝固雜質(zhì)，陽離子當(dāng)量優(yōu)選為5meq/g或更低。為獲得充分附著，兩性聚合物的陰離子當(dāng)量優(yōu)選為0.01meq/g或更高。為了防止產(chǎn)生凝固雜質(zhì)，兩性聚合物的陰離子當(dāng)量優(yōu)選為10meq/g或更低。更優(yōu)選地，極限粘度為1-25dl/g，陽離子當(dāng)量為0.5-4meq/g，陰離子當(dāng)量為0.05-9meq/g。
用于本發(fā)明中的陰離子有機(jī)高分子微粒優(yōu)選為描述于日本專利No.2948358權(quán)利要求2中的微粒A，如果發(fā)生交聯(lián)則微粒直徑小于約750nm，如果未發(fā)生交聯(lián)則小于約60nm，不溶于水，該微粒的陰離子當(dāng)量為0.1meq/g或更高。
陰離子有機(jī)高分子微粒的實例包括微乳液共聚物，其中用N，N’-亞甲基二丙烯酰胺將丙烯酸和丙烯酰胺交聯(lián)。
所述陰離子有機(jī)高分子微?？梢允请x子高分子微粒和高分子離子聚合物或離子聚糖的混合物的組合物，如日本專利No.2948358的權(quán)利要求2中所述。
根據(jù)本發(fā)明，首先向造紙材料中加入陽離子聚合物。由于加入陽離子聚合物是為了形成樹脂斑，將陽離子聚合物充分附著在纖維及其它固體物質(zhì)表面上是重要的。為此，優(yōu)選在沖漿泵前加入陽離子聚合物，在該泵中將白水和造紙材料混合。陽離子聚合物的添加比例優(yōu)選為0.002-0.5重量％，更優(yōu)選0.005-0.2重量％，相對于干燥的造紙材料而言。
在通過加入陽離子聚合物形成樹脂斑之后，加入兩性聚合物。在加入陽離子聚合物之后的至少一個剪切步驟之后加入兩性聚合物。優(yōu)選在白水與造紙材料混合后加入兩性聚合物。例如，在沖漿泵之后加入兩性聚合物，最優(yōu)選使添加點恰恰在抄紙篩之前。兩性聚合物的添加比例優(yōu)選為0.002-0.5重量％，更優(yōu)選為0.005-0.1重量％，相對于干燥的造紙材料而言。
在加入兩性聚合物后，加入陰離子有機(jī)高分子微粒。在加入兩性聚合物后的至少一個剪切步驟后加入陰離子有機(jī)高分子微粒。例如，當(dāng)在第二沖漿泵前加入兩性聚合物的時候，優(yōu)選在第二沖漿泵后加入陰離子有機(jī)高分子微粒。當(dāng)在抄紙篩之前加入兩性聚合物時，優(yōu)選在抄紙篩之后加入陰離子有機(jī)高分子微粒。陰離子有機(jī)高分子微粒的添加比例優(yōu)選為0.002-0.5重量％，更優(yōu)選0.005-0.1重量％，相對于干燥的造紙材料而言。
對任何的陽離子聚合物、兩性聚合物和陰離子有機(jī)高分子微粒而言，其添加比例優(yōu)選等于或大于上述范圍的下限以獲得充分的添加劑效率，并優(yōu)選等于或低于上述范圍的上限以獲得良好的勻度。
實施例和比對例以下，將參考實施例和對比例詳細(xì)描述本發(fā)明。
在以下實施例和對比例中使用的添加劑如下。以下，“份”代表“重量份”。
1)實施例和對比例中使用的添加劑表1

*AAm丙烯酰胺
DAA丙烯酸二甲基氨基乙酯DADMAC二烯丙基二甲基氯化銨AANa丙烯酸鈉X-155摩爾％AAm，35摩爾％DAA，10摩爾AANaA-1采用購自BASF的Polymin(商品名)SK2)用于實施例中的陰離子有機(jī)高分子微?！癈”的細(xì)節(jié)丙烯酸/丙烯酰胺/N，N’-亞甲基二丙烯酰胺共聚物用349ppm的N，N’-亞甲基二丙烯酰胺(MBAAm)交聯(lián)的30摩爾％顆粒直徑為130nm的丙烯酸(AA)鈉和70摩爾％的丙烯酰胺(AAm)的微乳液共聚物。
通過以下方法制備上述的陰離子有機(jī)高分子微粒。
通過將147份丙烯酸、200份去離子水、144份56.5wt％的氫氧化鈉、343.2份丙烯酰胺晶體、0.3份10wt％二亞乙基三胺五乙酸五鈉和附加的39.0份去離子水和1.5份0.52wt％的五水硫酸銅按順序混合制備水相。向得到的110份水相溶液中，加入0.25份1wt％的過氧化氫叔丁基和3.50份的0.61wt％N，N’-亞甲基二丙烯酰胺。然后將120份水相與含有77.8份石蠟油、3.6份脫水山梨醇脂肪酸(含油酸)、21.4份聚氧乙烯山梨糖醇六油酰酯的油相混合。
用氮氣對得到的透明微乳液實施20分鐘脫氣作用。用SO2氣引發(fā)聚合，使放熱至40℃并用冰水控制在40℃。當(dāng)不再需要冷卻時移開冰水。令氮氣連續(xù)流經(jīng)一小時，由此獲得聚合產(chǎn)物。
3)用于對比例的陰離子無機(jī)微粒膠體二氧化硅用堿穩(wěn)定的平均粒徑為5nm的商購膠體二氧化硅(購自EKa Chemicals，商品名“BMA”)。
膨潤土由海泡石、綠坡縷石或高嶺石制成的商購陰離子易膨脹型膨潤土(購自Ciba Specialty Chemicals，商品名“Orgaoosorb0”)。
以下測量儀器用于測量填料的收率和勻度指數(shù)。
填料的收率購自μ-tec Co.，Ltd.的游離度收率測試儀“DFS(動態(tài)過濾系統(tǒng))”。
勻度指數(shù)“3-D紙張分析儀”，購自M/K system Inc.。
實施例1，對比例1-15中性中級紙的實施例從某個造紙廠取得LBKP(硬木漂白牛皮紙漿)、NBKP(軟木漂白牛皮紙漿)和DIP(廢紙紙漿)的紙漿樣品和白水。由上述紙漿樣品，測量了40％LBKP、20％NBKP和40％DIP(％代表基于干重的重量百分?jǐn)?shù)，以下同)。之后，按以下所示的方式I和II兩種方式加入陽離子聚合物(樹脂斑形成聚合物)。在對比例1-3中，不加入陽離子聚合物。
i)向DIP樣品中加入陽離子聚合物并立即通過800rpm的攪拌器剪切40秒以破碎絮凝體。之后，與紙漿樣品LBKP和NBKP混和。這是基于向DIP紙漿池中加入陽離子聚合物的假設(shè)。
ii)向上述比例的三種紙漿樣品混合物的造紙材料中加入陽離子聚合物并立即通過800rpm的攪拌器剪切40秒以破碎絮凝體(基于向混合池中加入陽離子聚合物的假設(shè))。
然后，向造紙材料中加入白水，不管采用哪種添加方式，并進(jìn)行調(diào)節(jié)使混合紙漿樣品的濃度變成0.8重量％，基于干重計。之后，再次將混合物放入攪拌器并進(jìn)行40秒800rpm的剪切以破碎絮凝體。
將這樣得到的造紙材料“A”放進(jìn)收率測試儀“DFS”中，按順序加入1.5重量％(相對于干漿)的硫酸鋁(硫酸鋁)、0.5重量％(相對于干漿)的陽離子化淀粉(購自NSC公司的“Cato-3212”)、0.25重量％(相對于干漿)的施膠劑(購自Arakawa Chemical Industries，Ltd.的“NT-87”)、10重量％(相對于干漿)的碳酸鈣(“TP-12L”，購自O(shè)krtama Kogyo Co.，Ltd.)和兩性聚合物(在對比例1-15中加入第二陽離子聚合物來代替兩性聚合物)，然后加入陰離子微粒，由此獲得濾出液“B”。對于DFS的條件設(shè)定，采用μ-tec Co.，Ltd.推薦的方法。該測試儀的剪切是通過標(biāo)準(zhǔn)條件下的攪拌施加的。
用于各個實施例中的陽離子聚合物、兩性聚合物、第二陽離子聚合物和陰離子微粒的種類和添加量示于表2中。
測量(按照灰分測量法“ISO1762-1974”)得到的濾出液中的填料濃度并按以下表達(dá)式計算填料收率。
填料收率＝[1-濾出液“B”的灰分含量/造紙材料“A”灰分含量]×100％采用按上述方法以上述比例的各組分制得的造紙材料制備手工紙。測量所述手工紙的勻度指數(shù)。
收率測試儀的測試結(jié)果和勻度指數(shù)的測量結(jié)果示于表2中。從表2看出，與對比例1-15相比，實施例1具有改進(jìn)的填料收率和良好的勻度。
表2

備注1添加比率的單位＝克-有效含量/噸-干材料備注2膨潤土的添加比率是聚合物(正常添加量)的10倍。
備注3添加比率相對于全部材料的對應(yīng)值(相對于DIP的添加比率為250克-有效含量/噸-干材料)
實施例2，對比例16-30中性優(yōu)級紙實施例從與實施例1相同的造紙廠取得LBKP、NBKP和涂布廢紙的紙漿樣品和白水。從這些紙漿樣品，測量60％的LBKP、20％的NBKP和20％的涂布廢紙。之后，以示于下面的iii、iv和V三種方式加入陽離子聚合物(樹脂斑形成聚合物)，V是iii和iv的組合。在對比例16-18中，未加入陽離子聚合物。
iii)向涂布廢紙樣品中加入陽離子聚合物并立即通過800rpm的攪拌器剪切40秒以破碎絮凝體。之后，與紙漿樣品LBKP和NBKP混和。這是基于向DIP紙漿池中加入陽離子聚合物的假設(shè)。
iv)向上述比例的三種紙漿樣品混合物的造紙材料中加入陽離子聚合物并立即通過800rpm的攪拌器剪切40秒以破碎絮凝體(基于向混合池中加入陽離子聚合物的假設(shè))。
v)將以上的iii和iv合并起來。向每個工藝中加入總量50％的陽離子聚合物。這就是說，在預(yù)先向涂布廢紙中加入陽離子聚合物并經(jīng)過剪切后，將三種紙漿樣品混合，然后向混合物中再次加入陽離子聚合物并進(jìn)行剪切。
然后向造紙材料中加入白水，不管采用哪種添加方式，并進(jìn)行調(diào)節(jié)使混合紙漿樣品的濃度變成0.8重量％，基于干重計。將所得到的造紙材料放進(jìn)收率測試儀“DFS”中，按順序加入1.5重量％(相對于干漿)的硫酸鋁、0.5重量％(相對于干漿)的陽離子化淀粉(Cato-3212)、0.25重量％(相對于干漿)的施膠劑(NT-87)、10重量％(相對于干漿)的碳酸鈣(TP-12L)和兩性聚合物(在對比例16-30中加入第二陽離子聚合物來代替兩性聚合物)，然后加入陰離子微粒，由此獲得濾出液。對于DFS的條件設(shè)定，采用μ-tec Co.，Ltd.推薦的方法。該測試儀的剪切是通過標(biāo)準(zhǔn)條件下的攪拌施加的。
用于各個實施例中的陽離子聚合物、兩性聚合物、第二陽離子聚合物和陰離子微粒的種類和添加量示于表3中。
對于所得的濾出液，按與實施例1相同的方式計算填料的收率。按與實施例1相同的方式測量手工紙的勻度指數(shù)。結(jié)果示于表3。從表3看出，與對比例16-30相比，實施例2具有改進(jìn)的填料收率和良好的勻度。
表3

備注1添加比率的單位＝克-有效含量/噸-干材料備注2膨潤土的添加比率是聚合物(正常添加量)的10倍。
備注3添加比率相對于全部材料的對應(yīng)值(相對于涂布廢紙的添加比率為500克-有效含量/噸-干材料)備注4在方法iv情形中的添加比率為相對于全部材料的添加比率的對應(yīng)值(相對于涂布廢紙的添加比率為250克-有效含量/噸-干材料)
權(quán)利要求
1.制備紙和紙板的方法，包含向造紙材料中加入水溶性陽離子高分子聚合物的第一步驟；在至少一個剪切工藝后向第一步驟的造紙材料中加入水溶性兩性高分子聚合物的第二步驟；在至少一個剪切工藝后向第二步驟的造紙材料中加入陰離子有機(jī)高分子微粒的第三步驟；和對第三步驟的造紙材料進(jìn)行脫水、將造紙材料制成紙張，然后干燥紙張的第四步驟。
2.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性陽離子高分子聚合物具有如下性能在1N硝酸鈉溶液中的極限粘度(聚合物在1N硝酸鈉溶液中沉淀的情況下，則用在1N氯化鈉溶液中的極限粘度)是15dl/g或更低，陽離子當(dāng)量為0.5-11meq/g。
3.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中的陰離子有機(jī)高分子微粒的直徑為如果發(fā)生交聯(lián)則小于約750nm，如果未發(fā)生交聯(lián)則小于約60nm，且其不溶于水，并具有陰離子當(dāng)量為0.1meq/g或更高的性能。
4.權(quán)利要求1的紙或紙板的制備方法，其中的水溶性兩性高分子聚合物具有0.5-90摩爾％下式(I)表示的陽離子單體單元，0.2-90摩爾％一或多種選自以下的陰離子單體單元(甲基)丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，及其鹽，和1-99.3摩爾％的丙烯酰胺單元，并具有以下性質(zhì)在1N硝酸鈉溶液(pH3)中的極限粘度為0.1dl/g或更多，陽離子當(dāng)量為0.1-5meq/g，和陰離子當(dāng)量為0.01-10meq/g， 其中A代表O或NH，B代表C2H4、C3H6或CH2CHOHCH2，R1代表H、甲基、乙基、芐基或3-氯-2-羥丙基，R2、R3、R4獨立地代表H、1-3個碳原子的烷基、1-3個碳原子的烷氧基或芐基，X-代表陰離子。
5.權(quán)利要求2的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性兩性高分子聚合物具有如下性能在1N硝酸鈉溶液中的極限粘度(聚合物在1N硝酸鈉溶液中沉淀的情況下，則用在1N氯化鈉溶液中的極限粘度)是0.1-13dl/g，陽離子當(dāng)量為1-10meq/g。
6.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性陽離子高分子聚合物選自以下的一或多種聚乙烯亞胺與表氯醇的縮合產(chǎn)物、聚乙烯胺與表氯醇的縮合產(chǎn)物、二氰基聯(lián)氨的均聚物、二甲基二烯丙基銨的均聚物、(甲基)丙烯?；跻一谆然@的均聚物、二甲基二烯丙基銨與丙烯酰胺的共聚物、和(甲基)丙烯?；跻一谆然@與丙烯酰胺的共聚物。
7.權(quán)利要求6的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性陽離子高分子聚合物選自以下的一或多種二甲基二烯丙基銨的均聚物、(甲基)丙烯酰基氧乙基三甲基氯化銨的均聚物、二甲基二烯丙基銨與丙烯酰胺的共聚物、和(甲基)丙烯?；跻一谆然@與丙烯酰胺的共聚物。
8.權(quán)利要求7的制備紙或紙板的方法，其中在水溶性陽離子高分子聚合物中陽離子單體的含量為10-100摩爾％，丙烯酰胺含量為0-90摩爾％。
9.權(quán)利要求3的制備紙或紙板的方法，其中的陰離子有機(jī)高分子微粒是微乳液共聚物，其中用N，N’-亞甲基二丙烯酰胺將丙烯酸和丙烯酰胺交聯(lián)。
10.權(quán)利要求4的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性兩性高分子聚合物具有以下性能在1N硝酸鈉溶液(pH3)極性粘度為1-25dl/g，陽離子當(dāng)量為0.5-4meq/g，陰離子當(dāng)量為0.05-9meq/g。
11.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性陽離子高分子聚合物的添加比率為0.002-0.5重量％，相對于干燥的造紙材料計。
12.權(quán)利要求11的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性陽離子高分子聚合物的添加比率為0.005-0.2重量％，相對于干燥的造紙材料計。
13.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性兩性高分子聚合物的添加比率為0.002-0.5重量％，相對于干燥的造紙材料計。
14.權(quán)利要求13的制備紙或紙板的方法，其中的水溶性兩性高分子聚合物的添加比率為0.005-0.1重量％，相對于干燥的造紙材料計。
15.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中的陰離子有機(jī)高分子微粒的添加比率為0.002-0.5重量％，相對于干燥的造紙材料計。
16.權(quán)利要求15的制備紙或紙板的方法，其中的陰離子有機(jī)高分子微粒的添加比率為0.005-0.1重量％，相對于干燥的造紙材料計。
17.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中在沖漿泵之前加入水溶性陽離子高分子聚合物，在所述沖漿泵中將白水與造紙材料混合。
18.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中在沖漿泵之后加入水溶性兩性高分子聚合物，在所述沖漿泵中將白水與造紙材料混合。
19.權(quán)利要求18的制備紙或紙板的方法，其中在抄紙篩之前加入水溶性兩性高分子聚合物。
20.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中在第二沖漿泵前加入水溶性兩性高分子聚合物，而在第二沖漿泵后加入陰離子有機(jī)高分子微粒。
21.權(quán)利要求1的制備紙或紙板的方法，其中在抄紙篩前加入水溶性兩性高分子聚合物，而在抄紙篩后加入陰離子有機(jī)高分子微粒。
全文摘要
在對應(yīng)于提高了回收紙的使用率、提高了廢紙紙漿的比例和增加了封閉系統(tǒng)的紙和紙板的制備中，本發(fā)明不僅能夠防止樹脂斑沉積以減少缺陷(甚至在造紙材料包含大量陰離子廢料的情況下)，還能夠改進(jìn)游離度和收率而不會損害勻度，以及改進(jìn)生產(chǎn)率如減少破損紙并提高生產(chǎn)效率。在向造紙材料中加入水溶性陽離子高分子聚合物后，在至少一個剪切工藝后向造紙材料中加入水溶性兩性高分子聚合物，在至少另一個剪切工藝后向造紙材料中加入陰離子有機(jī)高分子微粒，并對造紙材料進(jìn)行脫水、將造紙材料制成紙張。之后，對紙張進(jìn)行干燥。
文檔編號D21H23/00GK1654744SQ200510051630
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月10日
發(fā)明者駿河圭二 申請人:栗田工業(yè)株式會社