CN1299425A - 一种造纸工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从含有纤维素纤维和可选填料的悬浮体制造纸张的工艺,其包含向悬浮体中添加包含阳离子型或两性多糖的助滤/助留剂,悬浮体在网上成型并脱水,其中阳离子型多糖带有一个疏水基团。本发明进一步涉及一种从含有纤维素纤维和可选填料的悬浮体制造纸张的工艺,其包含向悬浮体中添加包含阳离子型或两性多糖的干强剂,悬浮体在网上成型并脱水,其中阳离子型多糖带有一个疏水基团。

Description

一种造纸工艺
本发明涉及造纸并且更特别涉及一种造纸工艺，其中向造纸纸料中添加带有疏水取代基的阳离子型或两性多糖。此工艺改善了排滤和着留效果并且提高了经本工艺制造的纸的干强度。
在造纸技术中，含有纤维素纤维和可选填料以及添加剂的水性悬浮体，即所谓的纸料进料到能将纸料喷至成型网上的流浆箱中。经由成型网从纸料中排滤出水而在网上形成湿纸幅，并且在造纸机械的干燥区域内使纸幅进一步脱水并干燥。纸料脱水而得到的水，即所谓的白水经常含有微小的粒子如细纤维、填料和添加剂，在造纸工艺中一般都予以循环。常常向纸料中引入助滤/助留剂旨在有利于排滤并加强细粒子在纤维素纤维上的吸附效果以便其能和纤维保留在网上。阳离子型和两性多糖如阳离子型淀粉和阳离子型刮耳胶广泛被用作助滤/助留剂。多糖可单独应用或与其它聚合物和/或阴离子型微粒材料如阴离子型无机粒子如胶态二氧化硅混用。阳离子型和两性多糖也广泛用作干强剂，引入其到纸料中后能制造出干强度提高的纸。
阳离子型多糖的制备一般是通过多糖与季铵化剂如3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和2-氯乙基三甲基氯化铵的反应。
U.S.No.4,388,150；4,755,259；4,961,825；5,127,994；5,643,414；5,447,604；5,277,764；5,607,552；5,603,805和5,858,174以及EP500,770公开了阳离子型和两性多糖及阴离子型无机粒子在造纸中用作纸料的添加剂。这些添加剂是目前应用中最有效的助滤/助留剂。本发明发现，通过采用包含带有一个疏水取代基，即一个疏水基团的阳离子型和/或两性多糖的助滤/助留剂，就能在造纸过程中改善排滤和着留效果。也发现带有一个疏水基团的阳离子型和/或两性多糖能提高纸的干强度。更特别地，本发明涉及一种从含有纤维素纤维和可选填料的悬浮体制造纸张的工艺，其包含向悬浮体添加包含阳离子型或两性多糖的助滤/助留剂，悬浮体在网上成型并脱水，其中多糖带有一个疏水基团。本发明进一步涉及一种从含有纤维素纤维和可选填料的悬浮体制造纸张的工艺，其包含向悬浮体添加包含阳离子型或两性多糖的干强剂，悬浮体在网上成型并脱水，其中多糖带有一个疏水基团。在本发明一个优选的方面，工艺进一步包含悬浮体在网上成型并脱水，得到含有纤维素纤维的湿纸幅或纸以及白水，循环白水并可选引入新鲜水以形成含有纤维素纤维和可选填料的待脱水成纸的悬浮体，其中新鲜水的引入量为每吨所制的干纸少于30吨。因此，本发明涉及一种经权利要求书进一步作以说明的工艺。
本发明的工艺提供改善的排滤和/或着留效果并因而本发明工艺使提高造纸机械的速度以及降低添加剂的用量却保持相同的排滤和着留效果成为可能，因此对造纸工艺进行了改进并提高了经济效益。本发明能赋予的另外一个益处包括通过采用带有一个疏水基团的多糖提高了所制纸的干强度。因此可能的是，低用量的干强剂也可得到相同的纸干强度。本发明的工艺适用于在封闭式磨机中处理纤维素悬浮体，白水在其中重复循环，只引入少量的新鲜水。本发明进一步适用于采用了盐含量高并因而电导率高的纤维素悬浮体的造纸工艺，比如白水深度循环以及新鲜水供应有限的工艺和/或所用的新鲜水盐含量较高的工艺。
本发明的多糖可选自现有技术中已知的任何多糖，比如淀粉、刮耳胶、纤维素、甲壳质、聚氨基葡糖、聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、黄原胶、果胶、甘露聚糖、糊精，优选淀粉和刮耳胶。淀粉的适宜例子包括土豆、玉米、小麦、木薯、稻谷、waxy maize等的淀粉。适宜的阳离子型多糖是水分散或优选水溶型的。在本发明的一个优选的实施方案中，多糖能起到助滤/助留剂的作用。这里所用的“助滤/助留剂”一词指的是一个或多个组份(助剂、试剂或添加剂)，当添加到纸料中后，同不添加所述的一个或多个组份的情况相比，更能改善排滤和/或着留效果。在本发明的另外一个优选的实施方案中，多糖能起到干强剂的作用。这里所用的“干强剂”一词指的是至少一个组份(助剂、试剂或添加剂)，当添加到纸料中后，同不添加所述组份的情况相比，更能提高所制造纸的干强度。
多糖是疏水取代的阳离子型或两性多糖，即带有一个或多个疏水基团和一个或多个阳离子基团的多糖，适宜的阳离子基团是叔胺基团或优选季铵基团。多糖也可能含有一个或多个阴离子基团，比如磷酸、膦酸、硫酸、磺酸或羧基，并优选磷酸基。如果有的话，阴离子基团可以是天然的或以常用方法经化学处理而引入；天然土豆淀粉含有大量的共价键合的磷酸单酯基。在两性多糖中，优选阳离子基团的含量是主要的。
多糖的疏水基团可键合在多糖中所含的杂原子如氧上。疏水基团优选键合在杂原子如氮或氧上，杂原子可选带有电荷，比如就氮或包含此类原子的基团如酰胺、酯或醚而言，其进而可键合到多糖骨架上(主链)，比如通过一个原子链。疏水基团有至少2，一般至少3，适宜至少4并优选至少6个碳原子；且一般最多约20，适宜最多14并优选最多12个碳原子。疏水基团可选自芳香(芳基)基、脂肪烃基和此类基团的组合。疏水性脂肪基的适宜例子包括线型、支化和环状烷基如乙基；丙基如正丙基和异丙基；丁基如正丁基、异丁基和叔丁基；戊基如正戊基、新戊基和异戊基；己基如正己基和环己基；辛基如正辛基；癸基如正癸基；十二烷基如正十二烷基；以及十四烷基。芳香基以及含芳香基基团的适宜例子包括，芳基和芳烷基如苯基、亚苯基、萘基、亚萘基、亚二甲苯基、苄基和苯基乙基；含氮的芳香(芳基)基如吡啶鎓和喹啉鎓，以及这些基团的衍生物，其中一个或多个与所述芳香基键合的取代基可选自羟基、卤素如氯、硝基和1～4个碳原子的烃基。
本发明特别适宜的多糖包括通式(Ⅰ)所示的：其中P是多糖的残基；A是使N与多糖残基键合的基团，适宜地是一个原子链，其包含C和H原子并可选O和/或N原子，一般是2～18个且适宜2～8个碳原子的亚烷基，可选对其***或取代以一个或多个杂原子如O或N，比如烯化氧基团或羟基亚丙基(-CH2-CH(OH)-CH2-)；R1和R2各自是H或优选1～3个碳原子、适宜1～2个碳原子的烃基，适宜是烷基；R3是至少2个碳原子、适宜4～14个并优选6～12个碳原子的疏水烃基，疏水基团最好是上述定义的，优选的基团选自烷基和芳烷基如苄基和苯乙基；n是约2～约300,000的整数，适宜5～200,000并优选6～125,000，或者另外一种可能是，R1、R2和R3与N一起形成一个5～12个碳原子的芳香基；而X-是抗衡阴离子，一般是卤素如氯。
疏水基改性的阳离子型或两性多糖其取代度可在很宽的范围内变化；阳离子取代度(DSC)可以是0.01～0.5，适宜为0.02～0.3，优选0.025～0.2，疏水取代度(DSH)可以是0.01～0.5，适宜为0.02～0.3，优选0.025～0.2，而阴离子取代度(DSA)可以是0～0.2，适宜为0～0.1，优选0～0.05。
本发明多糖的制备是，按已知方法采用一种或多种含有阳离子基团和/或疏水基团的试剂对多糖受以阳离子和疏水改性处理，比如通过此试剂与多糖在碱性物质如碱金属或碱土金属氢氧化物的存在下的反应。待以阳离子和疏水改性处理的多糖可以是非离子型、阴离子型、两性或阳离子型的。适宜的改性剂包括非离子化剂如疏水取代的琥珀酸酐；烯化氧如氧化丙烯和氧化丁烯；卤代烷基如溴代癸基和溴代十二烷基；卤代芳烷基如苄基氯和苄基溴；表氯醇与至少带有一个包含上述疏水基团的取代基的二烷胺的反应产物，包括3-二烷氨基-1,2-环氧丙烷；以及阳离子化剂比如表氯醇与至少带有一个包含上述疏水基团的取代基的叔胺包括三烷胺、烷芳基二烷胺如二甲基苄基胺的反应产物；芳胺如吡啶和喹啉。适宜的这类阳离子化剂包括2,3-环氧丙基三烷基卤化铵、卤代羟丙基三烷基卤化铵如N-(3-氯-2-羟丙基)-N-(疏水烷基)-N,N-二(短链烷基)氯化铵和N-缩水甘油基-N-(疏水烷基)-N,N-二(短链烷基)氯化铵，其中疏水烷基如上定义，特别是辛基、癸基和十二烷基，而短链烷基则是甲基或乙基；卤代羟丙基-N,N-二烷基-N-烷芳基卤化铵和N-缩水甘油基-N-(烷芳基)-N,N-二烷基氯化铵如N-(3-氯-2-羟丙基)-N-(烷芳基)-N,N-二(短链烷基)氯化铵，其中烷芳基和短链烷基如上定义，特别是N-(3-氯-2-羟丙基)-N-苄基-N,N-二甲基氯化铵；和N-(3-氯-2-羟基丙基)-氯化吡啶鎓。在采用非离子型疏水剂时，一般适宜在疏水改性处理之前或之后通过采用现有技术的任何阳离子化剂而赋予多糖以阳离子性。阳离子化和/或疏水改性剂的适宜例子、疏水基团改性的多糖及其制备方法参见U.S.No.4,687,519和5,463,127；WO94/24169,EP189935；S.P.Patel,R.G.Patel和V.S.Patel,Starch/Starke,41(1989),No.5,pp.192-196，就其内容在此参考引用。
在一个优选的实施方案中，本发明多糖与至少一种附加的纸料添加剂配合使用，尤其是为了进一步改善排滤和/或着留效果，因此就形成了一种包括有两个或多个组份的排滤和着留助剂，一般称为助滤/助留剂。这里所用的“助滤/助留剂”一词指的是两个或多个组份(助剂、试剂或添加剂)，当添加到纸料中后，同不添加这些组份的情况相比，更能改善排滤和/或着留效果。这种类型的纸料添加剂的适宜例子包括阴离子型微粒材料如阴离子型有机粒子和阴离子型无机粒子、水溶性阴离子型乙烯基加聚物、低分子量阳离子型有机聚合物、铝化合物及其混合物。本实施方案优选在一方面，多糖与阴离子型微粒材料特别是阴离子型无机粒子配合使用。本实施方案在另一优选方面，多糖与阴离子型无机粒子以及低分子量阳离子型有机聚合物配合使用。本实施方案再另一方面，多糖与阴离子型无机粒子以及铝化合物配合使用。本发明的阴离子型微粒材料可选自无机和有机粒子。
于本发明可用的阴离子型无机粒子包括阴离子型硅基粒子和绿土型粘土。优选其粒径在胶态范围内的阴离子型无机粒子。优选采用阴离子型硅基粒子，即基于SiO2或硅酸的粒子，并且这类粒子一般都是以胶态水分散体的形式供应，即所谓的溶胶。硅基粒子的适宜例子包括胶态二氧化硅和各种类型的聚硅酸。硅溶胶也能处以改性并含有其它成份如铝和/或硼，它们可在水相和/或硅基粒子中存在。适宜的这类硅基粒子包括铝改性的胶态二氧化硅和硅酸铝。也可采用这类适宜硅基粒子的混合物。包含适宜的阴离子型硅基粒子的助滤/助留剂参见U.S.No.4,388,150；4,927,498；4,954,220；4,961,825；4,980,025；5,127,994；5,176,891；5,368,833；5,447,604；5,470,435；5,543,014；5,571,494；5,573,674；5,584,966；5,603,805；5,688,482和5,707,493，就其在此参考引用。
阴离子型硅基粒子其平均粒径适宜小于约50nm，优选小于约20nm并更优选约1～约10nm。硅化学中都知道，粒径指的是初级粒子的平均尺寸，其可能是聚集或非聚集态的。硅基粒子的比表面积适宜大于50m2/g并优选大于100m2/g。比表面积可最高到大约1700m2/g并优选最高1000m2/g。比表面积一般可按已知方法经NaOH滴定测得，比如参见Sears的分析化学(Analytical Chemistry)28(1956):12,1981-1983以及U.S.No.5,176,891。所得的面积即表示粒子的比表面积平均值。
在本发明一个优选的实施方案中，阴离子型无机粒子是比表面积50～1000m2/g、优选100～950m2/g的硅基粒子。这类硅基粒子溶胶也包含改性的溶胶，比如含铝的硅基溶胶和含硼的硅基溶胶。硅基粒子优选处在S值8～45％、优选10～30％的溶胶中，含有比表面积300～1000m2/g、适宜500～950m2/g并优选750～950m2/g的硅基粒子，其溶胶可按上述经铝和/或硼改性。比如，粒子可经铝表面改性至2～25％的硅原子取代度。S值可按Iler & Dalton在J.Phys.Chem.60(1956),955-957所述的方法测定并计算。S值表示聚集或微凝胶形成的程度且S值较低表明聚集程度较高。
在本发明另外一个优选的实施方案中，硅基粒子选自聚硅酸和高比表面积的改性聚硅酸，适宜大于约1000m2/g。比表面积范围为1000～1700m2/g并优选1050～1600m2/g。改性聚硅酸的溶胶可含有其它成份，比如铝和/或硼，它们可在水相和/或硅基粒子中存在。在现有技术中，聚硅酸也指的是多聚硅酸、聚硅酸微凝胶、聚硅酸盐和聚硅酸盐微凝胶，所有这些都包含在这里所用的聚硅酸一词之中。这种类型的含铝化合物一般也指的是聚铝硅酸盐和聚铝硅酸盐凝胶，所有这些都包含在这里所用的铝改性的胶态二氧化硅和硅酸铝二词之中。
于本发明工艺可用的绿土型粘土是现有技术中已知的，包括天然产、合成和经化学处理的物质。绿土型粘土的适宜例子包括蒙脱土/膨润土、水辉石、贝得石、囊脱石和滑石粉，优选膨润土并且特别是膨胀后其表面积优选400～800m2/g的膨润土。适宜的粘土可参见U.S.No.4,753,710；5,071,512和5,607,552，就其在此参考引用。
于本发明可用的阴离子型无机粒子包括高度交联的阴离子型乙烯基加聚物以及包含阴离子型单体如丙烯酸、甲基丙烯酸和磺化或膦化乙烯基加成型单体的适宜共聚物，一般与非离子型单体如(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸烷酯等共聚。有用的阴离子有机粒子也包括阴离子缩聚物如密胺-磺酸溶胶。
于本发明可用的低分子量(以下称为LMW)阳离子型有机聚合物包括一般所指并用作阴离子废物捕捉剂(ATC)的一类。已知ATC在现有技术中用作纸料中所含的有害阴离子物质的中和和/或固定剂并且其与助滤/助留剂配合使用一般能进一步改善排滤和/或着留效果。LMW阳离子型有机聚合物可来自天然或合成途径，并优选是一种合成的LMW聚合物。适宜的这类有机聚合物包括高电荷的LMW阳离子型有机聚合物如聚胺、聚酰胺基胺、聚亚乙基亚胺、基于二烯丙基二甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯的均和共聚物。LMW阳离子型有机聚合物的分子量适宜为至少2,000并优选至少10,000。分子量的上限一般约为700,000，适宜为约500,000并优选约200,000。
于本发明可用的铝化合物包括明矾、铝酸盐、氯化铝、硝酸铝和多铝化合物如氯化多铝、硫酸多铝、含氯和硫酸根离子的多铝化合物、硅酸-硫酸多铝，及其混合物。多铝化合物也可含有氯离子以外的其它离子，比如来自硫酸、磷酸、有机酸如柠檬酸和草酸的阴离子。
本发明的助滤/助留剂的各个组份可按通常方法并以任何顺序添加到纸料中。在采用阴离子型微粒材料时，优选在添加微粒材料之前将疏水取代的阳离子型或两性多糖添加到纸料中，虽然相反的添加顺序也可行。进一步优选在选自泵送、混合、精炼等的剪切处理之前添加多糖，并于此剪切处理之后添加阴离子型粒子。在采用LMW阳离子型有机聚合物和/或铝化合物时，这类组份优选在引入多糖和阴离子型微粒材料，如果采用的话，之前引入到纸料中。另一种可能是，LMW阳离子型有机聚合物和多糖可分别或者以混合的方式基本上同时引入到纸料中，比如参见U.S.No.5,858,174，这里就其参考引用。
向待脱水的纸料中添加本发明的干强剂及助滤/助留剂，其用量可在很宽的范围内变化，取决于，尤其是组份的种类和数目、配料的种类、填料的含量、填料的类型、添加的时刻及盐含量等。组份的添加量一般要保证，同不添加这些组份的情况相比，更能改善纸的干强度和/或排滤和/或着留效果。疏水取代的阳离子型或两性多糖通常其添加量至少为0.01％，一般至少为0.1wt.％，基于干的纸料物质，而上限一般为10％并适宜是2wt.％。在采用阴离子型微粒材料时，通常其添加量至少为0.001wt.％，一般至少为0.005wt.％，基于干的纸料，并且上限一般为1.0％并适宜0.6wt.％。在采用阴离子型硅基粒子时，总的添加量适宜为0.005～0.5wt.％，以SiO2计算并基于干的纸料物质，优选0.01～0.2wt.％。如果工艺中采用了LMW阳离子型有机聚合物，其添加量至少为0.05％，基于待脱水的纸料干物质。适宜用量的范围是0.07～0.5％，优选0.1～0.35％。如果工艺中采用了铝化合物，在待脱水纸料中总的引入量取决于所用的铝化合物的类型以及希望其所能起到的其它效果。比如已知在现有技术中利用铝化合物作为松香基上浆剂的沉淀剂。总的添加量一般至少为0.05％，以Al2O3计算并基于干的纸料物质。适宜用量的范围是0.5～3.0％，优选0.1～2.0％。
本发明工艺优选用于从含有纤维素纤维和可选填料且电导率高的悬浮体制造纸张。一般地，于网上脱水的纸料其电导率至少为0.75mS/cm，适宜至少2.0mS/cm，优选至少3.5mS/cm。在电导率值超过5.0mS/cm并且甚至超过7.5mS/cm时都能得到非常好的排滤和着留效果。电导率可通过标准设备如Christan Berner制WTW LF539型装置进行测定。适宜通过测定向造纸机流浆箱中进料或处于其中的纤维素悬浮体的电导率，或可选测定经悬浮体脱水得到的白水的电导率，而获得上述提到的数值。电导率值高表明盐(电解质)含量高，其中各种盐可能是来自一、二和多价阳离子，比如碱金属如Na+和K+、碱土金属如Ca2+和Mg2+、铝离子如Al3+、Al(OH)2+和多铝离子，以及一、二和多价阴离子如卤素如Cl-、硫酸根如SO4 2-和HSO4 -、碳酸根如CO3 2-和HCO3 -、硅酸根和低级有机酸。本发明特别适用于从二和多价阳离子盐含量高的纸料制造纸张，并且阳离子含量一般至少为200ppm，适宜至少300ppm并优选至少400ppm。盐可源自用以形成纸料的纤维素纤维和填料，特别是在整合磨中，其中来自纸浆磨的浓缩态纤维水悬浮体一般与水混合以形成适于造纸厂造纸的稀悬浮体。盐也可能来自向纸料中引入的各种添加剂、来自工艺中所供应的新鲜水或者是有意添加等。而且，在白水深度循环的工艺中其盐含量通常都较高，这会造成盐在工艺的循环水中大量累积。
本发明进一步包含白水深度循环(回收)的造纸工艺，即白水高度封闭的情况，比如其中每吨所制的干纸用到0～30吨新鲜水，每吨纸一般少于20，适宜少于15，优选少于10并且特别是少于5吨新鲜水。工艺中得到的白水其循环过程适宜包含，白水与纤维素纤维和/或可选填料混合以形成待脱水的悬浮体；优选包含，在悬浮体进入成型网脱水之前白水与含有纤维素纤维和可选填料的悬浮体混合。白水与悬浮体的混合过程可在助滤/助留剂的引入之前、与其同时或之后，如果采用的话；和多糖的引入之前、与其同时或之后。新鲜水可在任何的阶段下引入工艺中；比如可在纸料与白水混合之前或之后以及在组份助滤/助留剂引入之前、与其同时或之后，如果采用的话；以及在多糖引入之前、与其同时或之后与纤维素纤维混合以形成悬浮体，或者与含有纤维素纤维的悬浮体混合，稀释其以形成待脱水的悬浮体。
造纸工业中常用的其它添加剂当然可以与本发明的添加剂搭配使用，比如其它干强剂，湿强剂，基于松香、烯酮二聚体及酸酐等的上浆剂，可选的上光剂、染料等。纤维素悬浮体或纸料，也可含有常见类型的无机填料如高岭土、陶土、二氧化钛、石膏、滑石以及天然和合成的碳酸钙如白垩、大理石粉和沉淀法碳酸钙。
本发明工艺用于造纸。这里所用的“纸”一词，当然不仅包括纸及其制品，还包括其它片或网状制品如板和纸板及其制品。本工艺可用于从不同类型的含纤维素纤维的悬浮体制造纸张，并且悬浮体适宜地应含有至少25wt.％且优选至少50wt.％的这类纤维，基于干的物料。悬浮体可基于来自化学纸浆如硫酸、亚硫酸纸浆以及有机溶胶纸浆、力学纸浆如热力学纸浆、化学热力学纸浆、匀浆机纸浆和细木浆的纤维，硬木和软木均可，也可以基于回收的纤维，可选来自脱墨纸浆，及其混合物。本发明特别适用于从以含回收纤维和脱墨纸浆的纸浆为基的悬浮体制造纸张，并且此类纤维素纤维的含量最高可达100％，适宜为20～100％。
本发明在如下的实施例中作进一步的说明，但并不对其构成限制。份数和％分别代表重量份数和wt.％，除非另有说明。实施例1
按EP 189 935所述的一般步骤通过天然土豆淀粉与季铵化剂的反应来制备阳离子化多糖。季铵化剂比如可购自Degussa或按U.S.No.5,463,127所述的一般步骤进行制备。淀粉溶解在水中并用其0.5％的水溶液。
本发明的多糖，P1-P3以及用以比较的多糖，对比1和对比2，从如下的起始物质进行制备：P1：天然土豆淀粉经3-氯-2-羟丙基二甲基苄基氯化铵季铵化至0.8％N而得到的阳离子化淀粉。P2：天然土豆淀粉经3-氯-2-羟丙基二甲基苄基氯化铵季铵化至1.3％N而得到的阳离子化淀粉。P3：天然土豆淀粉经3-氯-2-羟丙基二甲基辛基氯化铵季铵化至0.9％N而得到的阳离子化淀粉。对比1：天然土豆淀粉经3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵季铵化至0.8％N而得到的阳离子化淀粉。对比2：天然土豆淀粉经2,3-环氧丙基三甲基氯化铵季铵化至1.3％N而得到的阳离子化淀粉。实施例2
以瑞典的Akribi制动态排滤分析仪(DDA)评估排滤效果，测定在拔掉塞子并在纸料所在位置相反的一侧对网施以真空时经网排滤一定量的纸料所需的时间。以浊度计测定从纸料排滤得到的滤液即白水的浊度，来评定初次通过的着留效果。
所用的配料基于56wt.％的过氧化物漂白的TMP/SGW纸浆(80/20)、14wt.％的精炼到200°CSF的桦/松木硫酸漂白纸浆(60/40)以及30wt.％的陶土。向纸料中添加40g/l从SC磨而来的漂白液的胶态级份，以5μm筛过滤并经UF过滤器浓缩，以200,000为限。纸料体积800ml而pH值为7。向纸料中添加氯化钙，将电导率调节到5.0mS/cm(试验号1-3)和7.5mS/cm(试验号4-6)。
整个试验过程中都在格板式罐中以1500rpm的速度搅拌纸料并按如下顺序进行化学添加：ⅰ)向纸料中添加多糖然后搅拌30s，ⅱ)向纸料中添加阴离子型无机材料然后搅拌15s，ⅲ)排滤纸料同时自动记录排滤时间。
此测试系列中所用的多糖是实施例1的P1和对比1。所用的阴离子型无机粒子是U.S.No.5,368,833所公开类型的硅基粒子。溶胶的S值约为25％并含有比表面积约为900m2/g且以铝表面改性5％的二氧化硅粒子。
表1表示不同用量的阳离子化淀粉，以占干纸料***的干淀粉计算，和硅基粒子，以SiO2计算并基于干的纸料***，其脱水和着留效果。
表1
试验号 淀粉用量[kg/t] SiO2[kg/t] 脱水时间[s] 浊度[NTU]
P1 对比1 P1 对比1
123 7.51015 333 17.016.015.0 20.620.021.0 515448 615452
456 7.51015 1.51.51.5 18.116.615.5 22.322.124.0 535550 646058
实施例3
在此测试系列中，按照实施例2所述的步骤评定脱水效果。
配料与实施例2所用的相同。纸料体积800ml而pH值约为7。向纸料中添加氯化钙，将电导率调整至1.5mS/cm(试验号1-3)；3.5mS/cm(试验号4-5)；和5.0mS/cm(试验号6-7)。
此测试系列中所用的多糖是实施例1的P2和对比2。实施例2的阴离子型无机粒子在此测试系列中同样采用。
表2表示不同用量的助滤/助留剂，以占干纸料***的干淀粉和SiO2为计，其脱水效果。
表2
试验号 淀粉用量[kg/t] SiO2用量[kg/t] 脱水时间[s]
P2 对比2
1234567 0510510510 0333333 22.516.310.311.69.913.110.8 22.518.010.713.410.417.915.0
实施例4
在此测试系列中，按照实施例2所述的步骤评定脱水效果，除了助滤/助留剂也包含一种低分子量的阳离子型聚胺；ATC。向纸料中添加聚胺，然后搅拌30s，接着添加阳离子化多糖并随后是阴离子型无机粒子。
所用的配料基于70％的脱墨纸浆、15wt.％的过氧化物漂白的TMP/SGW纸浆(80/20)和15wt.％的精炼到200°CSF的桦/松木硫酸漂白纸浆(60/40)。纸料体积800ml而pH值约为7。向纸料中添加氯化钙，将电导率调整至1.0mS/cm(试验号1)；2.0mS/cm(试验号2)；4.0mS/cm(试验号3-4)；和7.5mS/cm(试验号5)。
此测试系列中所用的多糖是实施例1的P1、P2、对比1和对比2。实施例2的阴离子型无机粒子同样采用。
表3表示不同用量的助滤/助留剂，以占干纸料***的干量聚胺、淀粉和SiO2为计，其脱水效果。
表3
试验号 ATC用量[kg/t] 淀粉用量[kg/t] SiO2用量[kg/t] 脱水时间[s]
P1 P3 对比1 对比2
12345 33333 2.52.52.557.5 33333 12.112.313.311.6- -12.913.912.813.8 13.21314.513- ----16
实施例5
以瑞典的Fibertech AB制动态成纸机(Formette Dynamique)和瑞典的Lorentzen & Wettre制抗张强度测试仪评定干强度性能。按照实施例4所述的步骤评定脱水效果。
采用实施例2的配料。纸料稠度为0.3％。通过添加氯化钙来调整纸料的电导率。此测试系列中采用实施例4的添加剂和添加次序。聚胺的添加量为3kg/t，以占干纸料***的干聚胺为计。硅基粒子的添加量为3kg/t，以SiO2为计并基于干的纸料***。
向混合箱的纸料中添加化学品、经由横向喷嘴将纸料泵送至转鼓中直到位于网顶部的水膜上、排滤纸料形成纸张、压紧并干燥之，这样就能在动态成片机上成型出纸张。将纸切成条并在抗张强度测试仪上进行测试。计算出纸张在机器方向和横向方向的抗张强度系数的方均根并进行比较。
表4表示不同的淀粉用量，以占干纸料***的干淀粉为计，所得到的纸张的脱水时间和抗张强度。
表4
试验号 电导率[mS/cm] 淀粉用量[kg/t] 脱水时间[s] 抗张强度[kNm/kg]
P2 对比2 P2 对比2
1234 2.55.010.010.0 5.05.05.010.0 7.98.611.113.3 8.411.313.015.1 36.036.135.336.5 35.235.835.034.0

Claims (19)

1．一种从含有纤维素纤维和可选填料的悬浮体制造纸张的工艺，包含向悬浮体中添加包含阳离子型或两性多糖的助滤/助留剂，悬浮体在网上成型并脱水，其特征在于多糖带有一个疏水基团。
2．一种从含有纤维素纤维和可选填料的悬浮体制造纸张的工艺，包含向悬浮体中添加包含阳离子型或两性多糖的干强剂，悬浮体在网上成型并脱水，其特征在于多糖带有一个疏水基团。
3．权利要求1或2的工艺，其特征在于疏水基团含有4～14个碳原子。
4．权利要求1、2或3的工艺，其特征在于疏水基团含有6～12个碳原子。
5．权利要求1、2、3或4的工艺，其特征在于疏水基团与带电荷氮原子相键合，后者进而通过一个原子链与多糖骨架键合。
6．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于疏水基团包含芳香基团。
7．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于疏水基团包含烷基。
8．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于多糖选自淀粉和刮耳胶。
9．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于多糖含有一个或多个季铵基团。
10．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于多糖含有一个或多个阴离子基团。
11．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于助滤/助留剂进一步包含阴离子型微粒材料。
12．权利要求11的工艺，其特征在于阴离子型微粒材料选自硅基粒子或膨润土。
13．权利要求11或12的工艺，其特征在于阴离子型微粒材料选自比表面积大于50m2/g的硅基粒子。
14．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于助滤/助留剂进一步包含低分子量的阳离子型有机聚合物。
15．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于悬浮体包含回收的纤维素纤维。
16．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于悬浮体包含脱墨的纸浆。
17．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于在网上脱水的悬浮体其电导率至少为0.75mS/cm。
18．权利要求17的工艺，其特征在于在网上脱水的悬浮体其电导率至少为2.0mS/cm。
19．前述权利要求任意一项的工艺，其特征在于工艺进一步包含在网上使悬浮体脱水以得到湿纸幅和白水，循环白水并可选引入新鲜水以形成含有纤维素纤维和可选填料的待脱水悬浮体，其中新鲜水的引入量为每吨所制的干纸少于30吨。
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