合物可W均勻地分布,或W圖案存在于幅中,或選擇性地存 在于一個(gè)表面上或多層幅的一層中。在多層幅中,紙幅的整個(gè)厚度可W經(jīng)受本文描述的處 理組合物和其他化學(xué)處理的應(yīng)用,或每個(gè)單獨(dú)的層可W獨(dú)立地用本公開內(nèi)容的處理組合物 和其他化學(xué)處理來(lái)處理或未處理。在示例性的實(shí)施方案中,處理組合物主要應(yīng)用于多層幅 中的一層。可選擇地,至少一層用明顯少于其他層的處理組合物來(lái)處理。例如,內(nèi)層可W充 當(dāng)處理層。
[0088] 示例性的處理組合物還可W選擇性地與多種纖維類型中的一種相結(jié)合,并且可W 被吸附或化學(xué)吸附到一種或更多種纖維類型的表面上。例如,漂白的牛皮紙纖維對(duì)于處理 組合物可W具有比可能存在的合成纖維更高的親和力。
[0089] 在示例性的實(shí)施方案中,某些化學(xué)分布可W發(fā)生于圖案致密化的幅中,比如在W 下的美國(guó)專利第4,514,345號(hào)、美國(guó)專利第4,528,239號(hào)、美國(guó)專利第5,098,522號(hào)、美國(guó)專 利第5,260,171號(hào)、美國(guó)專利第5,275,700號(hào)、美國(guó)專利第5,328,565號(hào)、美國(guó)專利第5,334, 289號(hào)、美國(guó)專利第5,431,786號(hào)、美國(guó)專利第5,496,624號(hào)、美國(guó)專利第5,500,277號(hào)、美國(guó) 專利第5,514,523號(hào)、美國(guó)專利第5,554,467號(hào)、美國(guó)專利第5,566,724號(hào)、美國(guó)專利第5, 624,790號(hào)和美國(guó)專利第5,628,876號(hào)中的任一個(gè)中公開的幅,運(yùn)些專利的公開內(nèi)容在它們 與本文不矛盾的程度上通過(guò)引用被并入本文。
[0090] 示例性的處理組合物或其他化學(xué)品可W在幅的致密化區(qū)域(例如,對(duì)應(yīng)于通過(guò)抵 靠楊克干燥器按壓幅的印刻織物壓縮的幅的區(qū)域的致密化網(wǎng)絡(luò),其中致密化網(wǎng)絡(luò)可W向= 維幅提供良好的抗張強(qiáng)度)中選擇性地集中。當(dāng)致密化區(qū)域已經(jīng)抵靠熱干燥器表面印刻然 而幅仍足夠濕潤(rùn)W允許當(dāng)一部分幅被干燥時(shí)借助于毛細(xì)管力使纖維之間的液體的遷移發(fā) 生時(shí),運(yùn)特別如此。在此情況下,處理組合物的水溶液的遷移可W使處理組合物朝向經(jīng)歷最 快速干燥或最高水平的熱傳遞的致密化區(qū)域移動(dòng)。
[0091] 在干燥期間在顯微水平下的化學(xué)遷移的原則在文獻(xiàn)中被充分證實(shí)。參見例如 A.C.Dreshfield, "The Diying of化per" ,Ta卵i Journal,第39卷,第7期,1956,第449-455 頁(yè);A.A.Robertson,叮he Physical Properties of Wet Webs.Part I'',Tappi Journal, 第42卷,第12期,1959,第969-978頁(yè);美國(guó)專利第5,336,373號(hào)和美國(guó)專利第6,210,528號(hào), 運(yùn)些中的每個(gè)通過(guò)引用被并入本文。
[0092] 不希望受理論束縛,相信化學(xué)遷移可W在干燥期間當(dāng)幅的初始固體含量(干燥水 平)低于約60 % (例如,少于約65 %、約63 %、約60 %、約55 %、約50 %、約45 %、約40 %、約 35%、約30%和約27%中的任一種,比如比如約30%至約60%或約40%至約60%)時(shí)發(fā)生。 化學(xué)遷移的程度可W取決于例如纖維的表面化學(xué)、所設(shè)及的化學(xué)品、干燥的細(xì)節(jié)、幅的結(jié)構(gòu) 等等。在另一方面,如果具有低于約60%的固體含量的幅被充分干燥到高的干燥水平,比如 約60 %固體、約70%固體和約80%固體(例如,從約65%固體至99%固體、或從70 %固體至 87%固體)中的至少任一種,那么安置于偏轉(zhuǎn)導(dǎo)管上方的幅區(qū)域(即,圖案致密化的幅的體 積大的"圓頂(dome)")可W具有比致密化區(qū)域更高濃度的處理組合物或其他水溶性化學(xué) 品,因?yàn)楦稍飪A向于首先在空氣可W容易地通過(guò)的幅區(qū)域中發(fā)生,并且毛細(xì)管忍吸可W將 流體從幅的鄰近部分帶到其中干燥發(fā)生得最迅速的區(qū)域。簡(jiǎn)而言之,取決于如何進(jìn)行干燥, 水溶性試劑可W W相對(duì)較高的濃度(相比于幅的其他部分)存在于致密化區(qū)域或更少致密 化的區(qū)域("圓頂")中。
[0093] 示例性的處理組合物(或其一種或更多種組分或其衍生物)也可W大體均勻地存 在于幅中,或在致密化或未致密化區(qū)域中至少?zèng)]有W選擇性的濃度存在。
[0094] 根據(jù)示例性的方法,紙漿漿體和工藝的條件(例如,紙漿漿體的溫度、預(yù)混合組分 的溫度、預(yù)混合組分的時(shí)間、紙溶液的濃度、固體共混合W及類似的)可W在必要時(shí)或需要 時(shí)改變,運(yùn)取決于待被形成的特定的紙產(chǎn)品、形成的紙產(chǎn)品的特性W及類似的。在實(shí)施方案 中,當(dāng)處理組合物被添加至紙漿漿體時(shí),紙漿漿體的溫度可W為約l〇°C至80°C。在實(shí)施方案 中,工藝變量可W在必要時(shí)或需要時(shí)修改,所述工藝變量包括例如預(yù)混合組分的溫度、預(yù)混 合組分的時(shí)間和紙漿漿體的濃度。
[00M]在多種示例性的實(shí)施方案中,紙可W通過(guò)用如本文描述的處理組合物處理纖維素 纖維或含水紙漿漿體來(lái)形成。紙可W使用包括本文描述的那些的一種或更多種方法來(lái)形 成。
[00%] 實(shí)施例
[0097]現(xiàn)已描述實(shí)施方案,一般來(lái)說(shuō),實(shí)施例描述某些另外的實(shí)施方案。雖然結(jié)合實(shí)施例 和相應(yīng)的文本和圖來(lái)描述實(shí)施方案,不意圖將本公開內(nèi)容的實(shí)施方案限制于運(yùn)些描述。相 反,意圖涵蓋被包括在示例性的實(shí)施方案的精神和范圍內(nèi)的所有備選、修改和等效物。
[00側(cè)電荷滴定
[0099]使用Mutek PCD-03滴定儀來(lái)測(cè)定聚合物電荷密度。陽(yáng)離子滴定劑為0.OOlN聚(二 甲基二締丙基氯化錠),并且陰離子滴定劑為0.OOlN聚(乙締基硫酸鹽)。在典型的實(shí)驗(yàn)中, 添力日0.2mL至0.5mL的聚合物溶液(Iwt %巧賄定管中并且用IOmL去離子水稀釋。然后,對(duì)于 陰離子聚合物pH被調(diào)節(jié)至7.5并且對(duì)于陽(yáng)離子聚合物抑被調(diào)節(jié)至4.0。然后,緩慢添加帶相 反電荷的滴定劑直到電荷指示器達(dá)到終點(diǎn)(中性電荷),其中消耗的滴定劑的量被用來(lái)計(jì)算 聚合物電荷密度(mEq/g)。 WOO] 標(biāo)準(zhǔn)粘度(SV)
[0101]在此研究中應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)粘度方法來(lái)表征線性聚合物分子量。標(biāo)準(zhǔn)粘度指的是在 IMNaCl中的0.1 OOwt %活性聚合物的粘度(WCPS)。較高的標(biāo)準(zhǔn)指示較高的分子量。對(duì)于典 型的標(biāo)準(zhǔn)粘度測(cè)定,純的產(chǎn)品(乳液、干燥或溶液)首先在去離子水中被稀釋至〇.2wt%的濃 度,并且使用閃式混合器化ightning mixer)在室溫下攬拌45分鐘。然后,產(chǎn)品被進(jìn)一步稀 釋至在IM化Cl溶液中的0.1%并且被攬拌持續(xù)另外的5分鐘。對(duì)于陰離子型絮凝劑,溶液的 pH被調(diào)節(jié)至8.0-8.5并且對(duì)于陽(yáng)離子型絮凝劑,溶液的抑被調(diào)節(jié)至<7.0。最終的溶液被濾過(guò) 尼龍過(guò)濾器,并且使用具有ULA適配器和轉(zhuǎn)子設(shè)置的布魯克菲爾德DV-II粘度計(jì)來(lái)測(cè)量其粘 度。 帥]乙二醒化的聚丙締酷胺樣品
[0103] =種乙二醒化的聚丙締酷胺(GPAM)樣品通過(guò)聚(丙締酷胺-共-二甲基二締丙基氯 化錠)基礎(chǔ)聚合物與乙二醒之間的交聯(lián)反應(yīng)來(lái)制備,如在美國(guó)專利3,556,932和4,605,702 W及美國(guó)專利申請(qǐng)出版物2008/0308242和2009/0071618(運(yùn)些中的每個(gè)通過(guò)引用被并入本 文)中討論的。表1示出樣品的性質(zhì)。
[0104] 表1. GPAM的性質(zhì)
[0酒]高分子量絮凝劑
[0107] 來(lái)自Kemira化emicals的多種商業(yè)絮凝劑與GPAM樣品組合來(lái)評(píng)估,并且它們的性 質(zhì)被概括在表2中。分子量通常被視為絮凝劑的重要性質(zhì),并且較高的分子量通常產(chǎn)生優(yōu)越 的助留/排水性能。在此研究中選擇廣泛范圍的商業(yè)APAM樣品來(lái)研究APAM分子量對(duì)助留/排 水的影響。APAM 1具有對(duì)應(yīng)于8.2的SV的最高的分子量。相比之下,W明顯較低的分子量產(chǎn) 生商業(yè)CPAM絮凝劑。在此研究中使用的最高分子量的CPAM具有4.3的SV。
[010引表2.絮凝劑的性質(zhì)
[0111] 對(duì)比陽(yáng)離子型促凝劑
[0112] 在此研究中,測(cè)試兩種常用的商業(yè)陽(yáng)離子型促凝劑W與GPAM樣品相比。表3概括運(yùn) 兩種促凝劑的性質(zhì)。
[0113] 表3.陽(yáng)離子型促凝劑的性質(zhì)
[0115] 包含約2%至約5%的干質(zhì)量的紙漿配料從多種造紙機(jī)中獲得并且用來(lái)自相同機(jī) 器的白水稀釋至最終的0.8 %-0.9 %的干質(zhì)量。使用0.5N的氨氧化鋼或鹽酸將抑調(diào)節(jié)至7.0 至8.0。乙二醒化的聚丙締酷胺和陰離子型聚丙締酷胺的另外的劑量基于干化學(xué)品質(zhì)量和 干纖維質(zhì)量。DFR 05(BTG Americas)被用于評(píng)估。約1000 mL的稀釋的紙漿配料被放置于 DFR05中用于化學(xué)處理。攬拌器被設(shè)置為在800RPM下持續(xù)25秒的總混合時(shí)間。
[0116] 詳細(xì)的接觸時(shí)間和化學(xué)品添加順序如下示出:
[0117] @0秒啟動(dòng)攬拌器 [011引 @5秒GPAM/促凝劑
[0119] @15秒絮凝劑
[0120] @25秒停止攬拌器并且排出紙漿
[0121] 在攬拌器停止之后,處理過(guò)的紙漿通過(guò)40目或50目的篩過(guò)濾。在80秒后收集的濾 液的量或收集700g的濾液的時(shí)間被記錄為排水速率的指示。濾液的濁度通過(guò)HACH 2100P來(lái) 測(cè)量并且用作為用于助留的指示。
[01。]手抄紙的制備
[0123]使用漂白的硬木和漂白的軟木的紙漿混合物來(lái)制備手抄紙。去離子水被用于配料 制備,添加另外的15化pm的硫酸鋼和35ppm的氯化巧。雖然用頂置式攬動(dòng)器混合,包含8.7g 纖維素纖維的一批0.6%固體用被去離子水稀釋到1%重量%的多種強(qiáng)度劑樣品(下面描 述)處理。在添加強(qiáng)度劑之后,紙漿漿體被混合30秒。然后,使用標(biāo)準(zhǔn)(8"x8")的Nobel&Woods 手抄紙模具形成四個(gè)3g的紙張,W祀向52化s/3470ft2的基礎(chǔ)重量。手抄紙?jiān)诩s15psig下被 壓在氣動(dòng)漉式壓制機(jī)的壓印線(nip)中的毛拉之間并且在11(TC下在旋轉(zhuǎn)干燥器上被干燥。 紙樣品在Iior的溫度下被烘箱固化10分鐘,然后在標(biāo)準(zhǔn)的TAPPI控制室中被適應(yīng)過(guò)夜。
[0124] 干抗張強(qiáng)度的測(cè)試
[0125] 抗張強(qiáng)度是通過(guò)將恒定的伸長(zhǎng)速率應(yīng)用于樣品并且記錄破壞樣品需要的每單位 寬度的力來(lái)測(cè)量。此程序參考TAPPI Test Method T494(2001),其通過(guò)引用被并入本文并 且如描述地被修改。
[01%] 初始的濕抗張強(qiáng)度的測(cè)試
[0127]運(yùn)樣的測(cè)試方法被用來(lái)測(cè)定已經(jīng)與水接觸2秒的紙或紙板的初始的濕抗張強(qiáng)度。1 英寸寬的紙帶樣品被放置于張力測(cè)試機(jī)中并且通過(guò)漆刷用蒸饋水在兩個(gè)帶側(cè)面上潤(rùn)濕。在 2秒的接觸時(shí)間之后,如14??1化311日111〇(1494(2001)的6.8-6.10中所陳述地使帶伸長(zhǎng)。初 始的濕抗張強(qiáng)度用于評(píng)估在加工或使用期間經(jīng)受應(yīng)力的棉紙產(chǎn)品、紙巾和其他紙?jiān)诩纯虧?rùn) 濕時(shí)的性能特性。此方法參考美國(guó)專利4,233,411,其通過(guò)引用被并入本文,并且如本文描 述地被修改。
[012引永久的濕抗張強(qiáng)度的測(cè)試
[0129] 使用此測(cè)試方法來(lái)測(cè)定已經(jīng)與水接觸持續(xù)30分鐘的延長(zhǎng)期的紙或紙板的濕抗張 強(qiáng)度。1英寸寬的紙帶樣品被浸泡在水中持續(xù)30分鐘并且被放置于張力測(cè)試機(jī)中。如TAPPI Test Me化Od 494(2001)的6.8-6.10中陳述地使帶伸長(zhǎng)。低的永久濕抗張強(qiáng)度指示,紙產(chǎn)品 可W在無(wú)明顯的機(jī)械能的情況下被再