專利名稱：控制沉積物形成的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在造紙機(jī)輥，特別是壓光輥上控制沉積物形成的方法。
背景技術(shù)：
造紙工藝始于原料制備，其中纖維素纖維與水和礦物填料(通常粘土或碳酸鈣) 混合。所得淤漿通過流料箱在成形植物或擠壓植物或線材上傳輸，在造紙機(jī)的成形部分處 形成纖維素纖維的紙幅。然后在排水部分內(nèi)排放水，并將成形的紙幅導(dǎo)引到包括一系列輥 式壓制機(jī)的壓機(jī)部分上，在此除去額外的水。然后將紙幅導(dǎo)引到造紙機(jī)的干燥部分上，在此 將大多數(shù)殘留的水典型地通過蒸汽加熱的干燥轉(zhuǎn)鼓蒸發(fā)。后干燥操作包括壓光，其中干燥 的紙產(chǎn)品在輥之間在壓力下穿過，從而改進(jìn)表面光滑度和光澤并使得卡尺(caliper)厚度 曲線更加均勻。存在各種壓光機(jī)，例如其中輥通常是鋼輥且包括加熱輥(熱輥)，和始于交 替的硬和軟的加熱輥的超級壓光機(jī)。眾所周知的是，樹脂狀物可累積在造紙中，從而引起問題?！皹渲瑺钗铩笔敲枋鲈谠?紙中出現(xiàn)的粘性材料所使用的術(shù)語且來自于木材原料。然而，當(dāng)今術(shù)語“樹脂狀物”還包括 例如在回收紙張內(nèi)存在的油墨和粘合劑。術(shù)語“粘性”也用于這些物質(zhì)。樹脂狀物可在造 紙?bào)w系的各點(diǎn)處沉積。它可阻擋植物，并進(jìn)而妨礙紙幅的排放。它也可粘附到線材和/或 干燥器轉(zhuǎn)鼓上，從而在紙張內(nèi)引起孔隙。另外，它可沉積在與紙張材料直接或間接接觸的壓 輥或其他輥上。已使用或提出了許多化學(xué)品用以消除以上所述的問題，特別是在造紙?bào)w系的濕端 處。EP0493066A公開了在紙漿或紙張制造中控制樹脂狀物的方法，所述方法包括施涂 水溶性陽離子聚合物和水溶性陰離子聚合物到未與水連續(xù)接觸的紙漿或紙張制造設(shè)備上。 獨(dú)立地施涂這兩種聚合物。它要求保護(hù)通過使用陽離子和陰離子聚合物的這一結(jié)合物，可 在防止樹脂狀物粘附到其上的吸液氈墊、紙張形成線材、壓輥和末道粗紗輥上獲得涂層。陽 離子聚合物可以是聚乙烯亞胺或質(zhì)子化或季化銨聚合物。優(yōu)選地，陽離子聚合物衍生于胺 和表鹵醇或雙氰胺甲醛縮合物。陰離子聚合物可以是磺酸鹽或羧酸鹽。優(yōu)選的陰離子聚合 物是木質(zhì)素磺酸鹽或聚萘磺酸鹽。W02005/094403A公開了造紙機(jī)皮帶調(diào)節(jié)裝置和方法。在這一方法中，典型地在擠 壓部分內(nèi)，用調(diào)節(jié)化學(xué)品噴涂紙幅在其上行進(jìn)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)的皮帶。提出了許多調(diào)節(jié)化學(xué)品， 其中包括各種表面活性劑、溶劑、酸_基清潔劑和堿性清潔劑。該裝置也可包括刮刀。W097/15646A公開了在造紙中，用于輥，例如壓輥的剝離劑。該剝離劑防止在輥的 表面上形成沉積物。剝離劑為微乳液形式，所述微乳液優(yōu)選包括沉積物防止組分。這一組 分優(yōu)選是雙氰胺甲醛縮合物。M. Pohjolainen 等人的論文，Paperi 拍 Puu，Vol. 89，No. 2，2007，pp. 92-94
報(bào)道了一些實(shí)驗(yàn)性試驗(yàn)，其中在實(shí)驗(yàn)性多輥隙的沉積壓光機(jī)上處理PCC填充的SC紙張。在壓光之前，將各種化學(xué)溶液噴涂在紙片的每一側(cè)上。根據(jù)這一報(bào)道結(jié)果，在紙張上噴涂在噴涂水內(nèi)濃度為3-4%的淀粉基聚合物可導(dǎo)致在輥表面上材料的最小沉積。在現(xiàn)代壓光機(jī)上，特別是在熱輥上形成沉積物是嚴(yán)重的問題。這一問題以前通過 在生產(chǎn)過程中用刮刀機(jī)械清潔，或者在停工過程中，通常采用強(qiáng)堿性溶液的化學(xué)洗滌來解 決。這一問題也可出現(xiàn)在其他造紙機(jī)輥，例如加熱的干燥輥或轉(zhuǎn)鼓上。發(fā)明簡述本發(fā)明涉及通過在紙張表面上噴涂化學(xué)品，在造紙機(jī)輥上控制沉積物形成的方 法。該化學(xué)品隨著紙張移動(dòng)到輥上，從而避免從紙張中收集粘性材料。發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，陰離子聚合物當(dāng)以稀釋的水溶液形式在紙張表面 上小量地噴涂時(shí)，非常完美地起作用，從而防止在輥上形成沉積物。與此同時(shí)，紙張的起塵 和著色顯著地下降。此外，非離子聚合物類似地起作用且可用于這一目的。因此，根據(jù)本發(fā)明，提供在造紙機(jī)輥上控制沉積物形成的方法，所述方法包括在造 紙機(jī)的干燥端將加陰離子或非離子聚合物的水溶液施涂到紙張表面上，防止輥被來自紙張 的粘性物和/或其他可沉積材料污染。在本說明書中，“造紙機(jī)”包括具有在線壓光機(jī)或離線壓光機(jī)的造紙機(jī)。在后一情 況下，壓光機(jī)與實(shí)際的造紙機(jī)相分離。造紙機(jī)還包括紙板機(jī)。所述造紙機(jī)輥包括壓光輥和干燥輥。造紙機(jī)輥優(yōu)選壓光輥，和更優(yōu)選壓光機(jī)的熱 輥，特別是沉積壓光機(jī)的熱輥。熱輥的表面溫度典型地為至少100°c。在本發(fā)明中所使用的陰離子或非離子聚合物優(yōu)選不是由天然產(chǎn)物，例如淀粉、纖 維素或糖類得到。陰離子和非離子聚合物應(yīng)當(dāng)在水中可溶。在本發(fā)明中可用的合適的陰離子聚合物包括
木質(zhì)素磺酸鹽，例如木質(zhì)素磺酸鈉。芳族磺酸與福爾馬林的縮合產(chǎn)物，例如縮合的萘磺酸鹽。分散由陰離子單體聚合的聚合物和共聚物，或者在聚合之后，使之帶電荷，以得到 陰離子形式。所述聚合物包括具有陰離子電荷，例如羧酸、羧酸鹽、磺酸、磺酸鹽和/或其混 合物的重復(fù)單元。可通過共聚陰離子單體與另一陰離子共聚單體、不帶電的共聚單體和/ 或陽離子共聚單體，生產(chǎn)陰離子聚合物。陰離子單體典型地可包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙 烯基磺酸鹽、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸或其鹽和其他相應(yīng)的單體。就在聚合 之后使之帶電荷以得到陰離子形式的聚合物包括水解的聚丙烯酰胺和由馬來酸酐生產(chǎn)的 聚合物。陰離子聚合物也可含有不同類型的帶電荷的重復(fù)單元，例如磺酸鹽，如乙二醇甲 基丙烯酸酯磺酸鹽，或膦酸或其鹽，例如乙烯基膦酸。作為以上所述的陰離子聚合物的實(shí)例，可提及下述聚(甲基)丙烯酸鹽、聚丙烯酸酯-馬來酸鹽、聚馬來酸鹽、聚-α-羥基丙烯酸、 聚乙烯基磺酸鹽、聚苯乙烯磺酸鹽、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽和聚乙烯基膦酸鹽。可用于本發(fā)明的合適的非離子聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚烷氧基 硅烷和聚乙氧基醇。以上提及的聚合物或單體的鹽優(yōu)選堿金屬鹽，例如鈉或鉀鹽，或堿土 金屬鹽，例如鈣鹽或鎂鹽。優(yōu)選的陰離子聚合物包括芳族磺酸與甲醛的縮合產(chǎn)物，例如萘磺酸甲醛縮合物。以活性物質(zhì)計(jì)算，施涂用量范圍優(yōu)選為低的一面，0. 001-0. 5g/m2紙張表面的陰離子或非離子聚合物的水溶液。以活性物質(zhì)計(jì)算，更優(yōu)選的用量范圍為0. 001-0. 3g/m2，和仍 更優(yōu)選用量范圍為0. 01-0. 03g/m2紙張表面。陰離子或非離子聚合物的水溶液的濃度優(yōu)選為0. 01_20wt%，更優(yōu)選0. l_5wt%。陰離子或非離子聚合物的水溶液可以施涂在紙張的一面或兩面上。施涂優(yōu)選通過噴涂進(jìn)行。待壓光的紙張通常被增濕，和一些造紙機(jī)在壓光輥的下游配有一個(gè)或多個(gè)增濕淋 浴器。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，通過所述的一個(gè)或多個(gè)增濕淋浴器，噴涂陰離子或非離 子聚合物的水溶液。關(guān)于干燥輥，陰離子或非離子聚合物的水溶液可通過公知的方式，例如通過噴涂， 施涂在待干燥的紙幅上?，F(xiàn)通過實(shí)施例，更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在本說明書中，百分?jǐn)?shù)為，除非另有說 明。實(shí)施例1通過使用多輥隙超級壓光機(jī)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性試驗(yàn)?；A(chǔ)紙張是過氧化物漂白的熱機(jī)械紙漿和漂白的化學(xué)紙漿的混合物，其pase紙 具有51g/m2。填料是高嶺土和重質(zhì)碳酸鈣，其含量為33-34%。觀察在第一熱輥上的沉積物形成。壓光機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如下所述第一熱輥的表面溫度190°C負(fù)載第一堆垛550kN/m在第一流料箱內(nèi)的蒸汽2g/m2在第一輥隙之前，來自增濕淋浴器的水量6. 5g/m2速度530m/min在試驗(yàn)中，測試下述化學(xué)品實(shí)施例2:純水(參考)在試驗(yàn)輪次中，在第一熱輥上以黃色墊表面/膜形式出現(xiàn)沉淀。在輥上沒有以帶 形式形成沉積物，但截面光滑。出現(xiàn)一些松散的粉塵。實(shí)施例3 乳液形式的二羧酸酯(參考)這是在造紙機(jī)中使用的商業(yè)產(chǎn)品以供沉積物對照、粘性對照和線材純化。稀釋這 一產(chǎn)物至2%的商業(yè)產(chǎn)品溶液并施涂在紙張表面上。與實(shí)施例2相比，這一產(chǎn)品導(dǎo)致僅僅可 檢測的明顯較淡的發(fā)黃的墊層。在輥上沒有以帶形式形成沉積物。該產(chǎn)品對起塵不具有任 何影響。實(shí)施例4 萘磺酸鈉甲醛縮合物(本發(fā)明)典型地在造紙機(jī)的濕端使用這一陰離子聚合物(CAS 36290-04-7)以控制樹脂狀 物。稀釋30%的這一陰離子聚合物的水溶液，得到0. 3%的水溶液(作為活性物質(zhì))。將這一溶液以6. 5g/m2的用量噴涂在如上所述的紙張表面上。因此，在紙張表面上的陰離 子聚合物的用量為約0. 02g/m2，這以活性物質(zhì)形式計(jì)算。這一陰離子聚合物導(dǎo)致在輥上根本沒有形成沉積物。輥的表面保持清潔和有光 澤。此外，粉塵明顯地下降。實(shí)施例5 雙氰胺甲醛縮合物(參考)
這是直接施涂到輥上的陽離子聚合物，一種常規(guī)的防止沉積物的化學(xué)品。稀釋這 一陽離子聚合物的30%水溶液，得到0. 6%的水溶液(活性物質(zhì)形式)，并噴涂在紙張表面 上。這一陽離子聚合物導(dǎo)致在整個(gè)熱輥上薄的光滑的墊層。另外，以1條窄(< 1. Ocm)的 黃白色帶形式累積沉淀。該帶狀物薄，且可通過刮刀除去。與實(shí)施例2、3和4相比，粉塵明 顯地比較強(qiáng)。來自于實(shí)驗(yàn)性試驗(yàn)的上述試驗(yàn)結(jié)果表明，代表本發(fā)明的實(shí)施例4表現(xiàn)非常良好， 而實(shí)施例2、3和5不滿意。
權(quán)利要求
控制造紙機(jī)輥上沉積物形成的方法，所述方法包括在造紙機(jī)的干燥端，在紙張表面上施涂陰離子或非離子聚合物的水溶液，防止輥被來自于紙張的粘性物和/或其他可沉積材料污染。
2.權(quán)利要求1的方法，其中造紙機(jī)輥是壓光輥。
3.權(quán)利要求2的方法，其中壓光輥包括熱輥。
4.權(quán)利要求3的方法，其中熱輥的表面溫度為至少100°C。
5.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)的方法，其中陰離子聚合物包括芳族磺酸與甲醛的縮合產(chǎn) 物，例如萘磺酸甲醛縮合物。
6.權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)的方法，其中以活性物質(zhì)計(jì)算，在紙張的一面上，施涂用量范 圍為0. 001-0. 5g/m2紙張表面的陰離子或非離子聚合物的水溶液。
7.權(quán)利要求6的方法，其中以活性物質(zhì)計(jì)算，施涂用量范圍為0.01-0. 03g/m2紙張表面 的陰離子或非離子聚合物的水溶液。
8.權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)的方法，其中陰離子或非離子聚合物的水溶液施涂在紙張的 兩面上。
9.權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的方法，其中通過噴涂進(jìn)行施涂。
10.權(quán)利要求2-9任何一項(xiàng)的方法，其中在壓光輥的下游，造紙機(jī)配有一個(gè)或多個(gè)增濕 淋浴器，所述陰離子或非離子聚合物的水溶液通過所述增濕的淋浴器噴涂。
全文摘要
本發(fā)明涉及在造紙機(jī)輥上控制沉積物形成的方法，所述方法包括在造紙機(jī)的干燥端，在紙張表面上施涂陰離子或非離子聚合物的水溶液，防止輥被來自紙張的粘性和/或其他可沉積的材料污染。
文檔編號D21H21/04GK101815822SQ200880110009
公開日2010年8月25日 申請日期2008年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月1日
發(fā)明者J·林塔拉, J·阿爾格倫, L-O·比爾茨, R·斯特倫格爾, T·阿爾斯科格 申請人:凱米羅總公司