用于造紙機(jī)濾水劑和干強(qiáng)度劑的基于表面活性劑的粗漿洗滌助劑處理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種處理未漂白的纖維素漿料W改善助濾劑或強(qiáng)度助劑的性能的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紙和紙板是由纖維素纖維的含水漿料生產(chǎn)的，將該漿料沉積于移動(dòng)的造紙網(wǎng)或織 物上，并通過(guò)濾水由該漿料的固體組分形成紙片。在運(yùn)一程序之后，對(duì)所述紙片進(jìn)行壓制和 干燥W進(jìn)一步去除水。
[0003] 纖維漿料在造紙網(wǎng)或織物上的濾水或脫水經(jīng)常是實(shí)現(xiàn)更快的造紙機(jī)速度的限制 步驟。改善的脫水還可在壓制和干燥區(qū)段中獲得更干燥的紙片，從而降低能量消耗。在纖維 漿料到達(dá)造紙網(wǎng)或織物之前經(jīng)常向其中添加化學(xué)品W改善濾水/脫水和固體保留；運(yùn)些化 學(xué)品被稱為造紙機(jī)助留劑和/或助濾劑。
[0004] 在造紙廠中使用干強(qiáng)度添加劑來(lái)增加紙的強(qiáng)度。它通過(guò)增加內(nèi)粘結(jié)形成來(lái)增加紙 的強(qiáng)度。此外，干強(qiáng)度添加劑改善了頂破強(qiáng)度(bust strength)、撕裂強(qiáng)度、蠟粘值、耐折度、 勁度、機(jī)器運(yùn)行性，增加了紙充填物的使用水平等。干強(qiáng)度添加劑還降低了掉毛dinting) 和掉粉。助濾劑也可W在造紙機(jī)上提供改善的干強(qiáng)度，其中利用濾水的增加來(lái)增加精制或 稀釋流漿箱化ea化OX)稠度，由此提供改善的紙片強(qiáng)度性質(zhì)。
[0005] 造紙機(jī)助濾劑在一些含有高含量的可溶性有機(jī)物和鹽的配料基材中效能會(huì)降低。 運(yùn)些配料的兩個(gè)此類實(shí)例是中性亞硫酸鹽半化學(xué)品（NSSC)和牛皮紙?jiān)紥烀婕埌寤痳aft virgin linerboard)，其中存在高水平的可溶性木質(zhì)素和含有高陰離子電荷的其它有機(jī)材 料。運(yùn)些高度陰離子的材料中和了常規(guī)的助濾劑和干強(qiáng)度助劑上的電荷，從而顯著地降低 其有效性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用基于表面活性劑的粗漿洗涂(BSW)助劑可改善造紙機(jī)濾水劑或強(qiáng) 度劑在含有高水平的可溶性木質(zhì)素的未漂白的纖維素配料中的性能，其中所述造紙機(jī)濾水 劑或強(qiáng)度劑具有降低的性能或無(wú)活性。運(yùn)些纖維素配料中的高水平的可溶性木質(zhì)素在 25ppm至最高2500ppm的范圍內(nèi)?；诒砻婊钚詣┑南赐恐鷦┻^(guò)去沒(méi)有被用于未漂白的紙漿 廠，而是更經(jīng)常被用于漂白的紙漿廠，W增加進(jìn)入漂白設(shè)備中的未漂(brown)纖維素配料的 洗涂和清潔度，導(dǎo)致漂白化學(xué)品達(dá)到其目標(biāo)紙亮度的使用率較低。118 5,405,498和1]5 5， 404,502中教導(dǎo)了用于漂白的造紙廠的基于表面活性劑的洗涂助劑的實(shí)例。
[0007] 本發(fā)明提供了一種處理纖維素漿料W改善濾水的方法，所述方法包括向未漂白的 纖維素配料中添加每噸0.1至10磅的量的基于表面活性劑的粗漿洗涂助劑，和向所述配料 中添加每噸0.1至10磅的量的合成聚合物造紙機(jī)助濾劑或強(qiáng)度助劑，從而使所述配料濾水 并形成未漂白的紙產(chǎn)品。
[000引對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，基于表面活性劑的粗漿洗涂助劑不同于消泡劑助濾劑，盡管運(yùn) 些技術(shù)有時(shí)都被稱作粗漿洗涂助劑。為了本發(fā)明的目的，在基于表面活性劑的粗漿洗涂助 劑中不包括消泡劑助濾劑。消泡劑助濾劑通常含有硅油（聚甲基硅氧烷）、有機(jī)娃表面活性 劑、脂肪族控油和微粒。顆粒可W包括沉淀二氧化娃或熱解二氧化娃或亞乙基雙硬脂酷胺 化BS)。消泡劑助濾劑的機(jī)理是通過(guò)破裂阻礙濾水的氣泡來(lái)減少夾入空氣，從而使濾水增 加。消泡劑助濾劑可W施加于紙漿廠中的洗涂器上或篩選室（screen room)中，或者也可W 施加于造紙機(jī)上。在所有運(yùn)些情況下，消泡劑助濾劑都通過(guò)去除夾入空氣起作用W增加紙 漿脫水率。消泡劑助濾劑是硅油和/或表面活性劑、控油和顆粒的滲合物，其功能是去除夾 入空氣，由此改善紙漿脫水。
[0009] 對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，基于表面活性劑的粗漿洗涂助劑是穩(wěn)定化和去除木質(zhì)素的非離 子型表面活性劑和陰離子型表面活性劑的滲合物。 基于表面活性劑的粗漿洗涂助劑Γ表面活性劑基BSW助劑"）通常是非離子型表面活性 劑和陰離子型表面活性劑的滲合物?；诒砻婊钚詣┑腂SW助劑的陰離子型表面活性劑穩(wěn) 定化樹(shù)脂和木質(zhì)素，使它們保持為小的、不起眼的(discreet)和膠體。非離子型表面活性劑 組分降低表面張力，使濾水增加，同時(shí)隨之去除更多的膠體材料?；诒砻婊钚詣┑拇譂{洗 涂助劑將進(jìn)而降低纖維素漿料的木質(zhì)素含量。基于表面活性劑的粗漿洗涂助劑先前未知被 用于未漂白的紙漿廠。
[0010] 基于表面活性劑的粗漿洗涂助劑通常是非離子型表面活性劑和陰離子型表面活 性劑的滲合物。非離子型表面活性劑的實(shí)例包括壬基酪乙氧基化物;直鏈和支鏈醇的燒氧 基化物;脫水山梨糖醇醋;烷氧基化脫水山梨糖醇烷基醋；W及聚乙二醇和聚丙二醇的二嵌 段和Ξ嵌段共聚物。非離子型表面活性劑的親水親油平衡值化LB)將在7-20、優(yōu)選10-20且 更優(yōu)選12-16的范圍。陰離子型表面活性劑或分散劑的實(shí)例包括烷基苯橫酸鹽、二烷基橫基 班巧酸鹽、烷基橫酸鹽、烷基憐酸鹽、烷基簇酸鹽，其中烷基鏈可W是直鏈或支鏈的；聚（甲 基）丙締酸鹽；聚馬來(lái)酸和??；和木素橫酸鹽?；诒砻婊钚詣┑腂SW助劑的具體實(shí)例包括 Infinity PK2735、Infinity PK2732和Infinity 2726(Hercules Incorporated , Wilmington DE)，它們是陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑的滲合物。非離子型 表面活性劑與陰離子型表面活性劑的重量比可W是1: 99至99:1或5 :95至95 : 5或10 :90至 90:10或20:80至80:20。
[0011] 不希望受限于理論，相信基于表面活性劑的BSW助劑的陰離子型表面活性劑使樹(shù) 脂和木質(zhì)素穩(wěn)定，使它們保持為小的、不起眼的和膠體的。非離子型表面活性劑降低表面張 力，使濾水增加，同時(shí)隨之去除更多的膠體材料?；诒砻婊钚詣┑拇譂{洗涂助劑可降低纖 維素漿料的木質(zhì)素含量。降低的木質(zhì)素含量將使常規(guī)濾水劑和干強(qiáng)度劑的有效性增加。
[0012] 在紙漿廠中的洗涂器管線中添加基于表面活性劑的BSW助劑，其中所述洗涂器的 目的是去除和回收蒸煮液的組分。可W向稀釋水中添加基于表面活性劑的BSW助劑，所述稀 釋水用于在洗涂器之前將紙漿從8-10%的濃度稀釋至1-3%的濃度。還可W向噴淋水中添 加基于表面活性劑的BSW助劑，噴淋水被施加到洗涂器上的紙漿墊。
[OOU]基于表面活性劑的BSW助劑處理劑量開(kāi)始較低且經(jīng)一段時(shí)間（通常為幾天)緩慢增 加。BSW助劑劑量可W在每噸配料固體0.01至10磅或0.05至5磅或0.2至1磅BSW助劑的范圍。 BSW助劑通常作為不需要二次稀釋的液體供應(yīng)。
[0014] 造紙機(jī)助濾劑或強(qiáng)度助劑通常是水溶性或水分散性的合成聚合物，其可w在歸因 于基于表面活性劑的BSW助劑處理的未漂白等級(jí)的紙產(chǎn)品中發(fā)揮作用。合成聚合物造紙機(jī) 強(qiáng)度助劑或助濾劑可W是非離子型聚合物、陽(yáng)離子型共聚物或陰離子型共聚物。
[0015] 一般地說(shuō)，造紙機(jī)助濾劑通過(guò)凝結(jié)（coagulation)機(jī)理和/或絮凝(flocculation) 機(jī)理的組合發(fā)揮作用，其進(jìn)而絮凝紙漿漿料。凝結(jié)是通過(guò)電荷中和而脫穩(wěn)定化的過(guò)程。在被 中和后，顆粒或纖維不再彼此排斥并且可W被匯集在一起。通常利用凝結(jié)劑實(shí)現(xiàn)凝結(jié)，凝結(jié) 劑具有每摩爾500,000克或更小的低分子量、每克有機(jī)聚電解質(zhì)或無(wú)機(jī)材料如硫酸侶或氯 化鐵2-20毫當(dāng)量的電荷密度。絮凝是通過(guò)橋接方法將脫穩(wěn)定化的凝結(jié)顆?；蚶w維匯集在一 起W形成更大的團(tuán)聚物或絮凝物的過(guò)程。通常利用造紙機(jī)助濾劑如聚合物絮凝劑實(shí)現(xiàn)絮 凝，所述聚合物絮凝劑通常是具有2百萬(wàn)g/摩爾或更高高分子量的聚丙締酷胺或聚環(huán)氧乙 燒。更大的紙漿團(tuán)聚物然后可W使水更自由地從形成的纖維素紙漿墊中濾出，由此增加濾 水率或脫水率。
[0016] 對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，造紙機(jī)助濾劑是通過(guò)凝結(jié)和絮凝機(jī)理發(fā)揮作用W產(chǎn)生纖維的大 團(tuán)聚物的那些，所述大團(tuán)聚物進(jìn)而增加紙漿的脫水率。運(yùn)些在組成和機(jī)理上不同于消泡劑 助濾劑，所述消泡劑助濾劑是基于娃酬的并且通過(guò)對(duì)附著于纖維的空氣泡進(jìn)行脫穩(wěn)定化和 破壞來(lái)發(fā)揮作用，所述脫穩(wěn)定化和破壞使紙漿更快地脫水。
[0017] 合成聚合物造紙機(jī)強(qiáng)度助劑或助濾劑可W是非離子型聚合物、陽(yáng)離子型共聚物或 陰離子型共聚物。
[0018] 用于制備合成聚合物造紙機(jī)助濾劑或強(qiáng)度助劑的非離子型單體包括但不限于丙