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改進(jìn)的紙板施膠的制作方法

文檔序號:11446851閱讀:556來源:國知局
改進(jìn)的紙板施膠的制造方法與工藝
對相關(guān)申請的交叉引用本申請依據(jù)35u.s.c.§119(e)要求2014年12月26日提交的美國臨時申請序號62/096,956的優(yōu)先權(quán),其全文經(jīng)此引用并入本文。本公開涉及用施膠劑的某些組合處理紙板的方法,其在使用比替代性的方法更少的施膠材料的同時改進(jìn)或保持某些性質(zhì)。在一個實施方案中,公開了一種制造紙板幅的方法,其包括提供紙板幅和向所述紙板幅施加包含第一劑量的分散松香施膠劑(drs)和第二劑量的烯基琥珀酸酐(asa)的組合的漿內(nèi)施膠劑。在另一實施方案中,公開了一種紙板,其包括以干基計2至8lb/t紙板的第一量的分散松香施膠劑(drs);和以干基計2至5lb/t紙板的第二量的烯基琥珀酸酐(asa)。在另一實施方案中,公開了一種紙板,其包括以干基計2至8lb/t紙板的第一量的分散松香施膠劑(drs);以干基計2至5lb/t紙板的第二量的烯基琥珀酸酐(asa);其中所述紙板的hercules施膠測試(herculessizetest)(hst)值與含有以干基計至少12lb/t的第三量的drs并且基本不含asa的紙板的hst至少一樣高。發(fā)明背景1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及具有施加到紙板上的漿內(nèi)施膠劑的紙板包裝基底。漿內(nèi)施膠劑為紙板附加耐濕性并通常降低紙板中的邊緣芯吸(edgewicking)。邊緣芯吸是在無菌液體包裝和紙杯紙(cupstock)中不想要的現(xiàn)象,其中液體經(jīng)包裝或紙杯的內(nèi)部切邊滲入并可能弱化該包裝。2.相關(guān)技術(shù)描述造紙機系統(tǒng)通常根據(jù)供給該機器的紙漿的ph被分類為酸性或堿性。該系統(tǒng)是酸性還是堿性決定了在配料(furnish)中或在機器上可以使用哪種施膠劑來為紙板附加耐液體性。對于酸性系統(tǒng),可以使用分散松香施膠劑(“drs”或“松香”)。對于堿性系統(tǒng),可以使用烷基烯酮二聚物(akd),但更多的系統(tǒng)取而代之地使用烯基琥珀酸酐(asa)。asa也可用于酸性系統(tǒng)。施膠劑附著到纖維素纖維上的能力對施膠劑的效率而言是重要因素。asa的直接纖維素施膠機制(directtocellulosesizingmechanism)優(yōu)于松香,并且沒有與akd的使用相關(guān)的某些負(fù)面屬性。在一定程度上加入更多施膠劑會改進(jìn)耐液體性(例如邊緣芯吸)行為,但需要額外的費用。發(fā)明概述本發(fā)明的一般目的是使用雙施膠(dualsizing)法,其中在酸性造紙機系統(tǒng)中施加分散松香施膠劑(drs)和烯基琥珀酸酐(asa)的組合。本發(fā)明提供為紙杯紙、無菌(液體包裝)和屋頂盒(gabletop)紙板等級提供令人滿意的抗邊緣芯吸性、摩擦性質(zhì)和聚合物附著性的新型方法。附圖簡述圖1圖解將漿內(nèi)施膠劑施加到紙板幅上的方法;圖2圖解在各種劑量下的施膠劑對hercules施膠測試(hst)的影響;圖3圖解在各種劑量下的施膠劑對1小時乳酸邊緣芯吸(1-hourlacticacidedgewick)(laew)的影響;圖4圖解在各種劑量下的施膠劑對24小時乳酸邊緣芯吸(24-hourlacticacidedgewick)(laew)的影響;和圖5圖解在各種劑量下的施膠劑對過氧化物邊緣芯吸(peroxideedgewick)(pew)的影響。發(fā)明詳述圖1圖解使用造紙機制造漿內(nèi)施膠的紙板幅310的示例性方法。循環(huán)帶形式的成形網(wǎng)(formingwire)110經(jīng)過緊鄰流漿箱120旋轉(zhuǎn)的胸輥115。流漿箱提供具有相當(dāng)?shù)偷某矶龋ɡ绱蠹s0.5%固含量)的在水中的纖維漿,其轉(zhuǎn)移到移動的成形網(wǎng)110上。在第一距離230的過程中,水穿過成形網(wǎng)110從該漿料中瀝出,以形成濕纖維紙幅。該漿料在距離130的過程中仍可具有濕外觀,因為在其表面上存在游離水。在某一時刻,由于瀝水繼續(xù),游離水可從表面消失,并且經(jīng)距離231,水可繼續(xù)瀝出,盡管表面看起來無水。該紙幅最終由引紙毛毯(transferfelt)或壓榨毛毯承載經(jīng)過一個或多個壓榨裝置,如壓榨輥130,其有助于通常在施加壓力、真空和有時熱下將該紙幅進(jìn)一步脫水。在壓榨后,將仍相對較濕的紙幅300干燥,例如使用干燥器或干燥段401,402,403,以產(chǎn)生干紙幅(“原紙(rawstock)”310,其隨后可經(jīng)過施加表面施膠劑的施膠壓機410。迄今描述的這些步驟是造紙領(lǐng)域中公知的。該紙幅在區(qū)域230,231處越濕,施膠劑越多滲入紙幅中。但是,在這些區(qū)域中,一些施膠劑可能流失到從該紙幅中瀝出的水中。隨著該紙幅變干,施膠劑無法再滲入紙幅中。因此在施膠壓機410處施加漿內(nèi)施膠劑(如drs、akd或asa)可能不切實際,并且在此后不切實際,因為表面施膠劑抗水分滲透。作為一個實例,漿內(nèi)施膠劑可以在流漿箱120處或之前添加到配料中,或在區(qū)域230或231中在該紙幅相對較濕時或在施膠壓機410之前的其它位置添加。漿內(nèi)施膠劑如果施加到紙幅上,可通過幕涂機440以一片液體的形式或通過噴霧器450以液滴形式施加。該施膠劑可以在施膠壓機之前施加但不是必須在“濕部”施加。例如,該施加可以在該壓機后或頂網(wǎng)成形器(topformer)后。圖2-5圖解通過手抄紙(handsheet)測試測得的在各種劑量下的施膠劑的影響。用于asa、松香或asa/松香的手抄紙使用酸性配料制成,而用于akd或akd/松香的手抄紙使用中性配料制成。配料之間的差異列在表1中。手抄紙結(jié)果預(yù)計在一定程度上代表在造紙機上可能實現(xiàn)的結(jié)果。表1.配料性質(zhì)酸性配料中性配料ph4.76.5明礬10+lb/t5lb/t圖2顯示紙板的hercules施膠測試(hst)的結(jié)果,越高的值越好。x軸是改變的試劑劑量,“松香(14)”線除外,當(dāng)松香劑量為14lb/t時其hst值為250。對于僅asa,隨著劑量從2提高至4lb/t,hst值改進(jìn),從大約100提高至大約300。對于asa與恒定7lb/t松香的組合-因此圖例“asa/rosin(7)”–隨著asa劑量從2提高至4lb/t,hst略好,從大約200提高至大約370。因此3lbsasa+7lb/t松香(總共10lb/t)產(chǎn)生與14lb/t松香所提供的一樣好的hst。對于僅akd,隨著劑量從2提高至3lb/t,hst值改進(jìn),從大約0提高至大約800。對于松香與恒定2lb/takd的組合-因此圖例“akd(2)/rosin”–隨著akd劑量從4提高至6lb/t,hst值改進(jìn),從大約80提高至大約120。圖3圖解在各種劑量下的施膠劑對1小時乳酸邊緣芯吸(laew)的影響,越低的值越好。仍作為比較,14lb/t的松香劑量產(chǎn)生大約5.8的laew值。對于僅asa,laew明顯好于僅松香的值,并隨著劑量從2提高至4lb/t,其從大約1.8改進(jìn)(降低)至大約0.6。對于asa與恒定7lb/t松香的組合,laew也良好,隨著asa劑量從2提高至4lb/t,其從大約2.1降至1.8。因此甚至2lb/tasa+7lb/t松香(總共9lb/t)也產(chǎn)生比14lb/t松香所提供的好得多的laew。對于僅akd,在2lb/t劑量下8.5的laew不像松香值(在14lb/t下)一樣好,但隨著akd劑量降至3和4lb/t,實現(xiàn)大約3至幾乎0的laew值。對于松香與恒定2lb/takd的組合,隨著松香劑量從4變成6lb/t,laew在大約6.4到大約7變化。圖4圖解在各種劑量下的施膠劑對24小時乳酸邊緣芯吸(24-laew)的影響,越低的值越好。仍作為比較,14lb/t的松香劑量產(chǎn)生大約11的laew值。對于僅asa,24-laew明顯好于僅松香的值,并隨著劑量從2提高至4lb/t,其從大約6改進(jìn)(降低)至大約3.5。對于asa與恒定7lb/t松香的組合,24-laew也良好,隨著asa劑量從2提高至4lb/t,其從大約5.5降至5。因此2lb/tasa+7lb/t松香(總共9lb/t)產(chǎn)生比14lb/t松香所提供的好得多的24-laew。對于僅akd,隨著劑量從2提高至4lb/t,24-laew從9降低(改進(jìn))至2.5。對于松香與恒定2lb/takd的組合,在4至6lb/t的松香劑量下,24-laew為大約9。圖5圖解在各種劑量下的施膠劑對過氧化物邊緣芯吸(pew)的影響。圖5圖解在各種劑量下的施膠劑對過氧化物邊緣芯吸(pew)的影響,越低的值越好。仍作為比較,14lb/t的松香劑量產(chǎn)生大約9.5的pew值。對于僅asa,pew明顯好于僅松香的值,并隨著劑量從2提高至4lb/t,其從大約5.2改進(jìn)(降低)至大約1.7。對于asa與恒定7lb/t松香的組合,pew也良好,隨著asa劑量從2提高至4lb/t,其從大約3.7降至1.4。因此3lb/tasa+7lb/t松香(總共10lb/t)產(chǎn)生比14lb/t松香所提供的好得多的pew。因此,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),組合使用松香和asa將紙板漿內(nèi)施膠通過比僅用松香時所需的量少的總施膠劑帶來相當(dāng)或更好的紙板性質(zhì)。與僅使用分散松香施膠劑相比,本發(fā)明的方法更經(jīng)濟,因為需要較少施膠劑。盡管在圖2-5中顯示特定的示例性劑量,但松香與asa的組合的益處不一定限于該示例性數(shù)據(jù)所代表的值而是也可擴展至其它劑量。除使用較少施膠劑外,還可實現(xiàn)另一些益處。asa傾向于水解并形成可積聚在機器表面上的粘性材料。與僅使用asa相比,與松香一起使用asa的本發(fā)明的方法導(dǎo)致較少水解產(chǎn)物積聚在造紙機表面上。與akd相比,發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方法對摩擦系數(shù)的影響較小。akd本身可降低摩擦系數(shù),以使紙板“滑溜”,這是不合意的。使用asa沒有這種有害作用。也與akd相比,本發(fā)明的方法提供更好的聚合物附著性,特別當(dāng)施加的聚合物是聚乳酸或聚丙烯時。與僅使用分散松香施膠劑相比,本發(fā)明的方法預(yù)計具有較低干燥需求,因為較少的水留在濕紙幅內(nèi)。最后,與松香一起使用asa應(yīng)提供比僅松香更高的對與明礬媒染劑反應(yīng)的滲透劑的抵抗力。一旦給出上文的公開,許多其它特征、修改或改進(jìn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的。因此,這樣的特征、修改或改進(jìn)被視為本發(fā)明的一部分,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書確定。盡管已經(jīng)描述和圖解了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案,但應(yīng)該看出,可以對本發(fā)明的實施方案和執(zhí)行過程作出許多修改而不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此要理解的是,本發(fā)明不限于本文中公開的(或由該公開顯而易見的)特定實施方案,而是僅受所附權(quán)利要求書限制。當(dāng)前第1頁12
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