专利名称：一种添加剂、所述添加剂在纸张或纸板生产中的应用、一种改进纸张或纸板制造的方法和 ...的利记博彩app
根据所附的独立权利要求前序部分中所声明的，本发明涉及一种添加剂，涉及所述添加剂在纸张或纸板生产中的应用，涉及一种改进纸张或纸板制造的方法以及涉及改善纸张或纸板产品的方法。
用于纸张或纸板生产的浆粕悬浮物除了含有纤维素纤维外还含有不同种类的浸出物，其是亲脂性和/或亲水性物质的非均质组合。特别地，包括机制浆粕的浆粕悬浮物可以具有大量的亲脂性物质，例如脂肪酸、甘油酯、甾醇酯、甾醇和树脂酸类。同样，添加高量的废纸可以提高浆粕悬浮物中亲脂性物质的量。
亲脂性物质在性质上是疏水性的，特别在某些温度下形成容易在纸张或纸板机的各个表面上产生沉积的被称为沥青的不溶性的粘性聚集体。该粘性聚集体通常粘附于纸张或纸板机干燥段中的机筒、辊和织物上，但同样可能例如由于沉积在挤压段中的毡和辊上而在纸张或纸板机的其它地方产生问题。这些问题可以引起流动性问题、织网破坏和需要彻底清洗设备。不溶性的聚集体可能在纸张或纸板产品中进一步产生例如孔洞和色斑的质量问题。
沥青在纸张或纸板机上的沉积似乎已经以表面上不规则的方式发生。已经提出了各种方法以解决该问题。例如，更长久的存储木材似乎使机制浆粕中甘油酯的量降低。但是，更长久的存储导致纸张或纸板的亮度损失以及毫无疑问产生存储成本。用一些化学品对纸张或纸板机进行定期洗涤可以有助于解决该问题。同样已经建议使用一些添加剂，例如阴离子分散剂、硫酸铝、吸附剂、阳离子聚合物或酶。同样对纸张或纸板机的材料和结构加以选择，以便避免腐蚀，避免沉积形成。但是问题仍然存在。
有时纸张或纸板产品可能由于不可解释的不良气味而受到影响。通常已经将该气味归咎于使用的表面施胶组分，例如淀粉。在这一点上，来自源于脂肪酸的木材的降解产物已经发现同样是有问题的。已经发现对于气味问题没有单一的简单解决方法。在一些造纸机中，气味问题倾向于比在其它造纸机中更经常产生。
在纸张或纸板制造工艺中，纸张或纸板的内部和外部疏水性施胶用来为纸张或纸板产品提供优良疏水性。树脂酸类(松香胶水)通常与各种铝组分一起在较低的pH水平，即pH＜6下使用作为施胶剂。在较高的pH水平，通常使用合成胶水，例如ASA胶水和AKD胶水。这些胶水的可能缺点为形成水解产物，其甚至可能比胶水组分本身更粘。
发明概述本发明的一个目的是提供一种改善的添加剂，用于纸张或纸板生产使上述缺点减到最小。
因此特别地，本发明的一个目的是提供一种降低粘性聚集体形成的添加剂。
同样，本发明的一个目的是提供一种增加纸张或纸板产品疏水性的添加剂。
本发明的另一个目的是提供一种改进的降低纸张或纸板制造中的沥青问题的方法。
此外，本发明的一个目的是提供一种改进的增加制造的纸张或纸板的疏水性，例如所谓的短期疏水性的方法。
此外，本发明的一个目的是提供一种改进的降低制造的纸张或纸板产品中的气味问题的方法。
为了完成上述目的，根据本发明的一种添加剂、一种改进纸张或纸板制造的方法和一种改进纸张或纸板产品的方法的其特征在于所附的独立权利要求特征部分中所公开的内容。
根据本发明的一种典型添加剂至少包括-一种组分，包括脂肪酸甘油酯，典型地为三酸甘油酯，其具有高百分比的不饱和脂肪酸，特别是多不饱和脂肪酸。
相信该组分中的不饱和脂肪酸可以在添加的组分中存在的甘油酯和浆粕悬浮物中已经存在的甘油酯之间形成交联，由此将发生被称为干燥的甘油酯的聚合。
据信甘油酯中的不饱和脂肪酸与空气中的氧气反应，特别是在高温下，在甘油酯之间形成交联。并不认为饱和脂肪酸或树脂酸类可以以类似方式形成交联，由此不认为会发生类似的聚合。
现已令人惊讶地注意到，通过添加包括甘油酯，优选三酸甘油酯的添加剂，所述甘油酯具有高含量不饱和脂肪酸，特别是多不饱和脂肪酸，可能影响浆粕悬浮物中存在的亲脂性物质的特性。该添加剂使得可能例如影响浆粕悬浮物和纸张或纸板织网中粘性聚集体的形成和特性，可能影响纸张或纸板产品中不良气味的形成和/或可能影响最终纸张或纸板产品的疏水性。
已经注意到通过提高浆粕悬浮物中不饱和脂肪酸，特别是多不饱和脂肪酸的含量，可能提高甘油酯的聚合速率。因此，未聚合的甘油酯，即粘性甘油酯聚集体的浓度被降低了。此外，聚合的甘油酯据信能够在浆粕悬浮物和纸张或纸板织网中存在的未聚合粘性聚集体周围形成层，由此降低这些粘性聚集体在造纸或造板工艺中的消极影响。
已经注意到浆粕悬浮物中存在的不饱和脂肪酸，特别是多不饱和脂肪酸的量越高，由沥青，即粘性聚集体引起的流动性问题出现的越少。为了确保聚合，需要足够高的不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸百分比。因此添加至少0.5kg/t(t表示每吨生产的纸)，典型地为0.5-10kg/t，更典型地为2-5kg/t的包括高百分比的多不饱和脂肪酸的甘油酯可以提供所需的结果。
为了改善最终纸张或纸板产品的疏水性，至少1kg/t，典型地至少2kg/t，更典型地3kg/t的添加量可能是足够的。
包括高百分比不饱和或多不饱和脂肪酸的添加剂可以例如通过内部或表面施胶加入到浆粕悬浮物中或纸张或纸板织网上。该添加剂可以在网前箱之前、网前箱中或在任何其它适合的位置通过内部施胶加入到浆粕悬浮物中。另一方面，可以结合表面施胶或涂布将该添加剂加入到湿或干织网上。
因此，本发明的用于降低沥青问题、不良气味或提高疏水性的组分可以包括-脂肪酸甘油酯，其中大于10％，典型地大于40％的脂肪酸具有多于1个双键，-脂肪酸甘油酯，其中大于60％，优选大于65％，典型地大于70％的脂肪酸具有2个双键，和/或-脂肪酸甘油酯，其中大于10％，优选大于30％，典型地大于45％的脂肪酸具有3个双键。
本发明的组分可以例如是未加工或部分聚合的植物油，例如包含高量亚油酸(C18:2)的葵花油，和/或包含高量亚麻酸(C18:3)的亚麻子油。
除了所述组分之外，本发明的添加剂还可以包括-一种或多种乳液稳定剂，例如天然或合成聚合物或无机颗粒，例如淀粉、淀粉衍生物、CMC、甘露聚糖、聚丙烯酰胺、聚胺、膨润土、二氧化硅，-一种或多种表面活性剂，和/或-至少一种常规施胶组分，例如合成施胶剂。
通常，可以使用阳离子乳液稳定剂。因此可以使用阳离子淀粉衍生物，例如-DS(阳离子取代度)＞0.1的冷水可溶淀粉，或-DS为0.01-0.05的常规湿端淀粉。
可以使用例如AKD、ASA、苯乙烯丙烯酸酯、苯乙烯马来酸酐或苯乙烯丙烯酸共聚物的合成施胶剂。
造纸或制板工艺中的浆粕悬浮物通常含有一定量的树脂酸类和脂肪酸，后者例如是游离酸或被酯化为甘油酯或甾醇酯。通常可以将存在于浆粕悬浮物中的树脂和脂肪酸分成两组-干性酸，即不饱和脂肪酸，例如皮诺敛酸(pinolenic)或亚麻酸(C18:3)、亚油酸(C18:2)和油酸(C18:1)，和-非干性酸，例如树脂酸类和饱和脂肪酸，例如硬脂酸(C18:0)、反异十七酸(C17:0ai)和棕榈酸(C16:0)。
现已注意到干性酸，即不饱和脂肪酸，与非干性酸，即树脂酸类和饱和脂肪酸相比的比例似乎在甘油酯的聚合和干燥中起重要作用。与非干性组分的量相比，不饱和脂肪酸，特别是多不饱和脂肪酸的量越高，聚合将发生得越迅速。
此外现已注意到浆粕悬浮物中或纸张或纸板织网中一些非干性脂肪酸的分解可以形成引起非常不良气味的组分，例如庚醛或己醛。此外令人惊讶地，现已注意到，根据本发明，浆粕悬浮物中或纸张或纸板织网中脂肪酸和/或甘油酯的聚合可以防止这种引起气味的分解发生。
在以下的实施例1中，在造纸机上得到的测量结果表明，甘油酯在浆粕悬浮物中的聚合与造纸机中粘性聚集体的减少相吻合，即与沥青问题减少相吻合。该实施例表明甘油酯的聚合受到干性酸，即不饱和脂肪酸的高相对浓度的促进。
实施例1试样取自-来自造纸机湿部的纸制品，和-干燥的纸制品。
在每个试样中分析以下脂肪酸的浓度，所述脂肪酸为反异十七酸(C17:0ai)、皮诺敛酸和亚麻酸(C18:3)、亚油酸(C18:2)和油酸(C18:1)。
分析方法用来-测量游离脂肪酸以及未聚合的甘油酯中脂肪酸的浓度，但-不测量聚合的甘油酯中脂肪酸的浓度。
使用的反异十七酸(C17:0ai)的浓度作为参考＝1。
在所有取自造纸机湿部的纸制品的试样中，注意到不同脂肪酸之间以下几乎恒定的关系IC17:0ai C18:3 C18:2 C18:1反异十七酸 皮诺敛酸或亚 亚油酸油酸麻酸1约10 约15 约8但是在取自干燥的纸制品的试样中，得到了两种明显不同的结果。通过进一步的测试，可以证明的是该差值对应于浆粕悬浮物中树脂酸浓度的差异。
IIAC17:0ai C18:3 C18:2 C18:1反异十七酸 皮诺敛酸或亚 亚油酸 油酸麻酸1 约10 约15约8
IIBC17:0ai C18:3 C18:2 C18:1反异十七酸 皮诺敛酸或亚 亚油酸 油酸麻酸1 约1 约1 约4可以看出，在试样IIA中测量的不饱和脂肪酸的相对浓度与取自湿部的纸产品的试样中的不饱和脂肪酸的相对浓度相同。这一点表明在造纸机中没有发生不饱和脂肪酸的聚合。
在试样IIB中，测量的不饱和脂肪酸的相对浓度显著低于试样IIA中的不饱和脂肪酸的相对浓度。这一点表明甘油酯的聚合或干燥使得不饱和脂肪酸不能通过所使用的分析方法测量。
当浆粕悬浮物中树脂酸浓度，即非干性组分浓度高，通常高于0.6kg/t(在备用纸中测量)时，取得试样IIA，以及当树脂酸浓度低，通常低于0.6kg/t(在备用纸中测量)时，取得试样IIB。看到甘油酯的聚合在该特定浆粕悬浮物中发生，只要树脂酸浓度保持在约0.6kg/t以下。随着树脂酸浓度升高，聚合速率下降。
因此，据信在浆粕悬浮物中，干性和非干性萃取物的关系在甘油酯聚合中起重要作用。由此如由本发明启示的，可以通过提高干性脂肪酸组分的浓度来提高聚合速率。不饱和脂肪酸，优选多不饱和脂肪酸可以被用于该目的。
实施例2使用与实施例1中相同的分析方法测定亚麻子油和亚麻子油清漆中的游离脂肪酸和未聚合甘油酯中的脂肪酸的浓度。后者(由此称为清漆)为部分聚合的亚麻子油。
从该结果可以看出，在清漆中聚合度为约10％。
实施例3使用溶剂施胶程序来比较亚麻子油和清漆的疏水性施胶性能。
无胶纸由包含30％软木和70％硬木纤维素的标准配料生产。
使用丙酮作为溶剂制备具有不同亚麻子油/清漆浓度的溶液。无胶纸被浸入溶液1小时。除去过量溶剂，然后将纸在105℃烘箱中干燥4小时。在每个施胶纸上进行Cobb测试。
施胶结果在以下表中找到浓度(％) Cobb(g/m2)亚麻子油 清漆5 28.56 29.07 54.0 28.28 49.6 28.49 49.2 25.21049.2 24.41150.4 24.0可以得出结论在相同条件下与亚麻子油相比，清漆具有好得多的疏水性施胶性能。
实施例4测试清漆乳液的疏水性施胶性能并与松香和AKD分散体的疏水性施胶性能进行比较。
DS为0.2的阳离子淀粉被用作稳定剂，与施胶剂的比率为2∶1。
使用实验室手抄纸成型器进行施胶评价。在施胶剂的不同添加量水平下使用标准配料(30％软木和70％硬木)。添加300g/t的Percol 63作为助留剂。使用明矾，其与施胶剂的比率为2∶1。
不进行烘炉干燥以及在105℃进行烘炉干燥1小时、4小时、1天和3天，进行制备的手抄纸的Cobb测试。
在不同添加量水平下采用不同加热时间的清漆施胶性能为
添加量(kg/t) Cobb(g/m2)加热 0 1小时 4小时 1天 3天2106.1 100.1 97.389.256.03105.2 82.6 74.554.020.44101.5 78.4 60.230.620.45101.0 72.7 46.424.820.1683.4 71.6 37.722.620.1783.0 70.0 32.219.919.6883.1 71.4 33.220.120.0979.9 74.6 29.220.619.810 79.0 69.3 28.420.119.515 72.0 65.4 26.320.119.720 70.8 65.8 25.319.919.930 65.7 57.7 24.019.418.4采用自然固化的施胶不良，在高达30kg/t的添加量水平下Cobb值大于60g/m。但是，在105℃烘箱中加热3天下，3kg/t的添加量水平产生优良的施胶结果(Cobb为20.4g/m2)。
在105℃下采用3天的加热时间比较了清漆乳液的施胶性能和松香以及AKD分散体的施胶性能。结果汇集在下表中。
添加量(kg/t) Cobb(g/m2)清漆 松香AKD2 56.0 23.020.43 20.4 21.219.94 20.4 19.618.95 20.1 20.119.4在3kg/t的添加量水平下，清漆产生比松香更好的疏水性，以及产生几乎与AKD一样好的疏水性。
权利要求
1.一种用于纸张或纸板生产的添加剂，该添加剂包括至少一种包括脂肪酸甘油酯，优选三酸甘油酯的组分，其特征在于该组分包括脂肪酸甘油酯，所述脂肪酸甘油酯包括高百分比的不饱和脂肪酸，优选多不饱和脂肪酸。
2.权利要求1的添加剂，其特征在于所述的组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于10％，典型地大于40％的脂肪酸具有多于1个的双键。
3.权利要求1的添加剂，其特征在于所述的组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于60％，优选大于65％，典型地大于70％所述脂肪酸具有2个双键。
4.权利要求1的添加剂，其特征在于所述组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于10％，优选大于30％，典型地大于45％的所述脂肪酸具有3个双键。
5.权利要求1、2、3或4的添加剂，其特征在于所述组分为未加工或部分聚合的植物油，例如包括高量亚油酸(C18∶2)的葵花油，和/或包括高量皮诺敛酸或亚麻酸(C18∶3)的亚麻子油。
6.权利要求1的添加剂，其特征在于进一步包括一种或多种乳液稳定剂，例如天然或合成聚合物或无机颗粒，例如淀粉、淀粉衍生物、CMC、甘露聚糖、聚丙烯酰胺、聚胺、膨润土和二氧化硅。
7.权利要求1的添加剂，其特征在于进一步包括一种或多种表面活性剂。
8.权利要求1的添加剂，其特征在于进一步包括至少一种常规的施胶组分，例如合成施胶剂。
9.一种用于降低纸张或纸板生产中存在的沥青问题的方法，该方法包括用一种添加剂处理纸张或纸板悬浮物或织网，所述添加剂包括至少一种包括脂肪酸甘油酯，典型地为三酸甘油酯的组分，其特征在于该组分包括脂肪酸甘油酯，所述脂肪酸甘油酯包括高百分比的不饱和脂肪酸，优选多不饱和脂肪酸。
10.权利要求9的方法，其特征在于所述组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于10％，典型地大于40％的脂肪酸具有多于1个的双键。
11.权利要求9的方法，其特征在于所述组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于60％，优选大于65％，典型地大于70％的脂肪酸具有2个双键。
12.权利要求9的方法，其特征在于所述组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于10％，优选大于30％，典型地大于45％的脂肪酸具有3个双键。
13.权利要求9、10、11或12的方法，其特征在于所述组分为未加工或部分聚合的植物油，例如包括高量亚油酸(C18∶2)的葵花油，和/或包括高量皮诺敛酸或亚麻酸(C18∶3)的亚麻子油。
14.一种用于提高纸张或纸板产品的疏水性，特别是短时疏水性或者用于降低纸张或纸板产品中的气味问题的方法，该方法包括用一种添加剂处理纸张或纸板悬浮物或织网，所述添加剂包括至少一种包括脂肪酸甘油酯，典型地为三酸甘油酯的组分，其特征在于该组分包括脂肪酸甘油酯，所述脂肪酸甘油酯包括高百分比的不饱和脂肪酸，优选多不饱和脂肪酸。
15.权利要求14的方法，其特征在于所述组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于10％，典型地大于40％的脂肪酸具有多于1个的双键。
16.权利要求14的方法，其特征在于所述组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于60％，优选大于65％，典型地大于70％的脂肪酸具有2个双键。
17.权利要求14的方法，其特征在于所述组分包括脂肪酸甘油酯，其中大于10％，优选大于30％，典型地大于45％的脂肪酸具有3个双键。
18.权利要求14、15、16或17的方法，其特征在于所述组分为未加工或部分聚合的植物油，例如包括高量亚油酸(C18∶2)的葵花油，和/或包括高量皮诺敛酸或亚麻酸(C18∶3)的亚麻子油。
19.权利要求1-8的添加剂的用途，用来在生产中改善纸张或纸板流动性，所述生产利用-包括机制浆粕的纤维悬浮物，和/或-产生包含＞0.6kg/t树脂酸的纸张或纸板产品的纤维悬浮物。
20.权利要求1-8的添加剂在纸张或纸板生产中的用途，用来提高制造的纸张或纸板的疏水性，特别是所谓的短时疏水性。
21.权利要求1-8的添加剂在纸张或纸板生产中的用途，用来降低令人不快的气味的形成。
22.权利要求1-8的添加剂在纸和板生产中的用途，所述添加剂以至少0.5kg/t，典型地为0.5-10kg/t，更典型地为2-5kg/t的量使用。
全文摘要
一种用于纸张或纸板生产，例如用于降低沥青(pitch)问题的添加剂。该添加剂包括至少一种包括脂肪酸甘油酯，优选三酸甘油酯的组分，包括高百分比的不饱和脂肪酸，优选多不饱和脂肪酸。可以使用未加工的或部分聚合的植物油，例如葵花油。
文档编号D21H21/02GK1938480SQ200580010351
公开日2007年3月28日 申请日期2005年4月7日 优先权日2004年4月8日
发明者A·拉苏斯, K·松德贝里 申请人:西巴特殊化学品控股有限公司