CN102131982B - 增强的纸张表面施胶 - Google Patents

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Abstract

公开了用于制备施胶纸产品、包括箱板纸的施胶压榨组合物及方法。施胶压榨组合物含有至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂、至少一种反应性的施胶剂、至少一种促进剂树脂、至少一种粘结剂、以及水。所述至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂可以为分散体、乳液或胶乳形式的低于约pH6时具有正ζ电位的聚合物。所述至少一种反应性施胶剂可以是包括烷基烯酮二聚体或烷基琥珀酸酐的分散体、乳液或胶乳。所述至少一种促进剂树脂可以为聚氨基酰胺-表氯醇树脂或聚(二甲基二烯丙基氯化铵)。

Description

增强的纸张表面施胶
技术领域
本公开内容涉及纸产品的表面施胶，该纸产品包括高级纸张及箱板纸(liner board)。还公开了施胶压榨组合物、向其施用施胶压榨组合物的纸张组合物，并且公开了制备施胶的纸产品的方法。
背景技术
纸张施胶是指纸张抵抗(hold out)液体或防止这类液体渗入纸张或通过纸张的能力。通常抵抗的液体是水。用来增强液体抵抗的化合物通常称为施胶剂。有时也指特殊类型的施胶剂，如油施胶剂。有关施胶的讨论可参见William E.Scott.Tappi Press(1996)，Atlanta.ISBN 0-89852-286-2的Principles of Wet End Chemistry。施胶值(sizing value)与所使用的具体测试有关。
在造纸和整纸(paper finishing)中，经常使用施胶剂以提供最终纸制品所要求的性能。施胶或施胶性能是测量产品纸张或纸板产品阻止水成液渗透或润湿的量度，所述水成液可以为水。施胶剂是造纸过程中使用的内添加剂，或整纸过程中用于增强该抗性的表面处理的外添加剂。
造纸可以在酸性、中性、或碱性pH条件下进行，施胶剂的选择通常取决于所用的pH。例如，松香衍生的施胶剂典型地在酸性造纸条件下使用。在广泛用于高级纸张的制造应用的碱性pH条件下，典型的施胶剂包括烷基烯酮或链烯基二聚体或酸酐，如链烯基琥珀酸酐。
施胶剂可以在造纸机上的施胶压榨机(size press)处施用到箱板纸或再生箱板纸中。经常是通过加入阳离子聚合物胶乳实现施胶，如苯乙烯和丙烯酸单体的聚合物胶乳。施胶压榨典型地含有溶解淀粉、施胶剂及其它添加剂。使用阳离子胶乳时，施胶压榨的pH通常为4.5-5.5。pH更高时，阳离子施胶剂进行施胶的效率要差得多。还可以使用反应性施胶剂对纸张进行施胶，这些施胶剂在施胶压榨pH大于6.0时更有效。然而，反应性施胶剂并未被广泛用于箱板纸材料的施胶，因为它们降低了摩擦系数和纸张的滑动角。
箱板纸或再生箱板纸表面施胶的现有技术依靠使用阳离子胶乳或松香施胶剂。但所述施胶的效率一般，有重大改进的空间。所述施胶通常在pH明显低于pH 7、典型地在pH大约为5.5时进行。已知在“高级纸张”施胶中进行施胶压榨时，使用反应性施胶剂可提供更有效的施胶，所述高级纸张是指用于印刷和书写应用的纸张。然而，箱板纸应用中使用反应性施胶剂会受到限制，因为这类施胶剂对最终纸板的摩擦系数具有以上所指出的有害影响。
相应地，造纸施胶技术中要求有用于施胶纸产品的改进方法。
发明内容
公开内容涉及用于纸张或箱板纸施胶的施胶压榨组合物。该组合物含有至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂、至少一种反应性的施胶剂、至少一种促进剂树脂、至少一种粘结剂、以及水。公开内容还涉及用所述施胶压榨组合物施胶的纸张或箱板纸，以及用施胶压榨组合物制备施胶的纸张或箱板纸的方法。
本公开内容的一个实施方案包括含有以下组分的施胶组合物：
(a)至少一种非反应性的表面施胶剂，
(b)至少一种反应性的表面施胶剂，
(c)至少一种促进剂树脂，以及
(d)水。
组分(a)、(b)和(c)为活性组分，组合物中存在的组分(a)为基于总活性组分((a)、(b)和(c))约30-约95重量％，更典型地为基于总活性组分((a)、(b)和(c))约60-约80重量％。组合物中存在的组分(b)为基于总活性组分约5-约70重量％，更典型地为基于总活性组分((a)、(b)和(c))约20-约40重量％，组合物中存在的组分(c)基于总活性组分为约2-约20重量％，更典型地为基于总活性组分((a)、(b)和(c))为约5-约15重量％。该组合物用在施胶纸张中所使用的施胶剂配方中。
本公开内容的另一个实施方案涉及含有上述施胶组合物的施胶压榨组合物，并且还包括至少一种粘结剂(组分(e))。施胶压榨组合物中存在的至少一种粘结剂(e)基于施胶压榨组合物的总重量为约2-约12重量％，更典型地为基于施胶压榨组合物总重量的约6-约10重量％。以施胶压榨组合物的总重量计，所述施胶压榨组合物含有约0.15-约1重量％的至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂(a)。以施胶压榨组合物的总重量计，所述施胶压榨组合物含有约0.025-约0.8重量％的至少一种反应性的施胶剂(b)，并且，以施胶压榨组合物的总重量计，其含有约0.01-约0.2重量％的至少一种促进剂树脂(c)。更典型地，以施胶压榨组合物的总重量计，所述施胶压榨组合物含有约0.3-约0.85重量％的至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂(a)，以施胶压榨组合物的总重量计，含有约0.1-约0.45重量％的至少一种反应性的施胶剂(b)，以施胶压榨组合物的总重量计，含有约0.025-约0.16重量％的至少一种促进剂树脂(c)。
本公开内容的其它实施方案包括纸张组合物，所述纸张组合物含已经用上述施胶压榨组合物施胶过的纸张。该纸张组合物用Hercules SizingTest(HST)测得的施胶值大于20秒。施胶值与所使用的具体测试有关，HST(Tappi Method T530)将在以下实施例中进行更详细说明。通过用施胶压榨机将上述施胶压榨组合物施用至纸张，可制备纸张组合物。
当反应性施胶剂与非反应性施胶剂组合用于箱板纸时，两种施胶剂应该平衡，这样才能实现充分施胶，而不会损失大量的摩擦。如以上所指出，反应性施胶剂可为箱板纸提供良好施胶，但有缺点，因为摩擦降低。然而，当施胶压榨配制品pH降到7以下时，反应性施胶剂的效果会差得多，而7以下的pH是从阳离子非反应性施胶剂得到良好性能所要求的。典型地，反应性施胶剂在pH值高于7时表现最佳。出乎意料地，我们发现，使用反应性施胶剂和非反应性施胶剂的组合时，通过包括至少一种促进剂树脂，结果可以得到改善，这样可以在pH低于约pH6时也使用施胶压榨配制品。至少一种促进剂树脂可允许非反应性施胶剂在低于6的最佳pH范围内工作，而同时又进一步允许反应性施胶剂在此更低的pH范围内表现良好。该结果是出乎意料的，因为从背景技术已知，反应性施胶剂在低于pH 6的pH范围内表现较差。此外我们发现，至少一种促进剂树脂可出乎意料地改善至少一种非反应性施胶剂的性能，即使不存在反应性施胶剂时，这表明该促进剂树脂可改善反应性和非反应性施胶剂两者的功效。
典型地，所述至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂(组分(a))为分散体、乳液或胶乳形式的聚合物。该聚合物的ζ电位在低于约pH 6时为正，且聚合物的主玻璃化温度为约10-约80℃。非限定性的聚合物实例包括基于苯乙烯和丙烯酸酯的聚合物，或它们的组合。一种这类聚合物是57重量％苯乙烯和38重量％丙烯酸正丁酯通过自由基乳液聚合方法形成的无规共聚物，通过将阳离子的第三单体如二甲基氨丙基丙烯酰胺结合到该聚合物中，从而使其获得阳离子特性。该聚合物还可以是丙烯酸单体的组合，如US 5,169,886中描述的那些。当以纸张中的干基计至少0.05％的水平加入时，更典型地以纸张中的干基计至少0.1％的量加入时，该非反应性的阳离子表面施胶剂通常会为纸张提供施胶。非反应性的阳离子表面施胶剂的实例包括Giulini Pergluten
Figure BPA00001317675800041
BASF Basoplast
Figure BPA00001317675800042
EKA SP
Figure BPA00001317675800043
和Hercules公司的ST 830。
所述至少一种反应性施胶剂(组分(b))典型地为烷基烯酮二聚体或烷基琥珀酸酐，且典型地是水分散体、乳液或胶乳形式的。烷基烯酮二聚体具有二烷基取代的丙内酯环的结构式：
R1-CH＝(COC(＝O)CH)环-R2
其中R1和R2为饱和或不饱和的C6-C24烃类，或具有至少6个碳原子的环烷基，或芳基、芳烷基或烷芳基烃。这包括癸基、十二烷基、十四烷基(teradecyl)、十六烷基、十八烷基、二十烷基(aicosyl)、二十二烷基、二十四烷基(tetrocosyl)、环己基、苯基、苄基和萘基烯酮二聚体。还包括由棕榈油酸、油酸、蓖麻油酸、亚油酸、肉豆蔻酸和桐酸制备的烷基烯酮二聚体。其它实例可在US 6,207,258和6,162,328中找到，所述专利的内容通过引用结合在此。
所述至少一种促进剂树脂(组分(c))可以是能增强反应性施胶剂和非反应性施胶剂的任何化学品。典型地，所述促进剂树脂为由二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、甲基烷基烯丙基氯化铵或二烯丙基氯化铵(DAAC)单体制得的阳离子聚合物和共聚物。其它可用的促进剂包括聚合物，如聚氨基酰胺树脂，其包括聚氨基酰胺-表氯醇树脂，和聚(二甲基二烯丙基氯化铵)。商业实例包括Hercules公司的
Figure BPA00001317675800045
产品系列。其它实例可在US7,270,727、4,478,682、4,278,794、4,317,756、5,470,742和6,554,961中找到，所述专利内容通过引用结合在此。公开的施胶组合物含有组分(a)、(b)和(c)以及水(d)，其中组分(a)、(b)和(c)为活性组分。组分(a)的存在量为基于总活性组分约30-约95重量％，组分(b)的存在量为基于总活性组分约5-约70重量％，而组分(c)的存在量为基于总活性组分约2-约20重量％。该组合物用作施胶纸张或箱板纸中使用的施胶剂配制品。施胶组合物的固含量可以为约5％-约45％。
可以在施胶压榨机中施用至纸张或箱板纸的施胶压榨组合物含有如上所述施胶组合物中的组分(a)-(d)，以及至少一种粘结剂(组分(e))。存在的至少一种粘结剂基于施胶压榨组合物的总重量为约2-约12重量％，而存在的至少一种非反应性表面施胶剂(组分(a))基于施胶压榨组合物的总重量为约0.15-约1重量％。施胶压榨组合物中存在的组分(b)和(c)的比例与如上所述组分(a)的比例相同。典型地，组分(a)基于施胶压榨组合物总重量的存在量为约0.15-约1重量％，组分(b)基于施胶压榨组合物总重量的存在量为约0.025-约0.8重量％，而组分(c)基于施胶压榨组合物总重量的存在量为约0.01-约0.2重量％。固含量可以为约2％-12％。
典型地，施胶压榨组合物施用至纸张或箱板纸的量基于组分(a)、(b)、(c)和(e)的总干重为约40-约120磅/吨，更典型地基于组分(a)、(b)、(c)和(e)的总干重为约60-约100磅/吨。
所述至少一种粘结剂(组分(e))典型地为淀粉或聚乙烯醇，或这两种的组合物。淀粉可以为阳离子的、氧化的、乙基化的、两性的、疏水改性的，以及任何其它类型的改性淀粉。淀粉可以衍生自玉米、小麦、土豆、木薯根、大米和其它淀粉源。淀粉源不受限制，只要其适用于处理纸张或箱板纸，并且可溶于水和可用于纸张或箱板纸即可。典型地，所述淀粉具有减小的粘度，以使可将固含量高于约6％的溶液用于施胶压榨机中。施胶压榨组合物还可以含有其它组分，包括盐、填料、消泡剂、生物杀灭剂、着色剂、染料、蜡、光学增光剂及这些组分的组合。
施胶压榨组合物既可以在造纸机的施胶压榨装置中(在线)施用到纸张中，也可以在单独的施胶压榨装置中(离线)施用。施胶纸用HerculesSizing Test(HST)测得的施胶值典型地大于20秒，甚至更典型地大于100秒。更高的HST值代表更多的施胶。典型地，施胶压榨组合物的pH低于约6，温度为约0-约70℃，更典型地为约45-70℃。
根据本公开内容，用施胶组合物施胶的纸基材可以含有木材基纸浆或非木材基纸浆或各纸浆的组合，木材基纸浆可以来自纸浆木料到化学漂白木材。此外，纸浆可以完全或部分地从回收纸张和纸制品获得。所述纸浆可以含有一些合成浆。纸浆可以是各类纸浆的一些组合，如硬木和软木或某一类型的木材，如桉木。纸浆可以为磨木纸浆、机械纸浆、化学或热处理纸浆、牛皮纸浆、亚硫酸盐纸浆或合成纸浆或用于造纸工业的任何其它常见纸浆。纸张可含或不含无机填料，如碳酸钙或粘土，并且可含或不含有机填料、施胶剂和在造纸机湿端加入的其它添加剂。纸张还可以含有强度剂、保留添加剂、内施胶剂和其它常见的纸张添加剂，如明矾。
对施胶的纸而言，以干重计纸张中存在的至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂((a))的量大于约0.05重量％的纸张重量，纸张中存在的至少一种反应性的施胶剂((b))的量大于约0.02重量％的纸张重量，纸张中存在的至少一种促进剂树脂((c))的量大于约0.005重量％的纸张重量。
本公开内容适用于纸张或箱板纸的一个或两个面的施胶处理。当仅处理一个面时，涉及纸张的以上全部含量为所列值的一半。
最终的纸张可以含有纸张形成中包括的、或与施胶组合物表面处理时一起施用的、或独立于施胶组合物表面处理单独施用的其它添加剂。适用的添加剂为纸张中所用的那些。其包括但但不限于：无机和有机填料，如粘土或中空球颜料；光学增白剂，也称荧光增白剂；颜料；染料；强度剂，如聚酰胺-胺；粘合促进聚合物，如苯乙烯-丙烯酸胶乳和苯乙烯-马来酸酐系聚合物；蜡；和无机盐，如氯化钠和氯化钙。
对于施用施胶压榨组合物到纸张或箱板纸的方法没有限制，只要能达到均匀控制施用即可。可以对造纸机上形成且随后仅部分干燥的纸张进行处理，或者可在造纸机上对干燥的纸张进行处理，或者可以独立于造纸机对形成、干燥以及移动的纸张进行处理。典型的方法是用造纸机形成纸张并部分干燥。然后用造纸机施胶压榨机进行施胶处理。然后再一次干燥纸张。纸张可以进一步通过压延改性。本发明同样可应用到其它类型的纸张制造，在所述纸张制造中使用阳离子胶乳施胶剂来产生施胶，其中施胶压榨在pH低于7下进行。可适用的纸张等级为纸张基重为约50-350g/m2的那些，进一步优选约70-250g/m2的那些。
具体实施方式
实施例
以下实施例只用于说明公开内容之目的，并非限制其范围。
在本公开内容中，针对其抵抗用于Hercules Sizing Test的水基墨汁溶液的能力，对施胶和施胶剂进行定义。本测试规定如下。施胶也根据以下描述的Cobb测试进行规定。
Hercules施胶测试(Hercules Sizing Test)
对各种施胶测试的描述可见述于Christopher J.Biermann的The Handbook of Pulping and Papermaking，Academic Press(1996)，SanDiego，ISBN 0-12-097362-6；和William E.Scott和James C编辑的Properties of Paper：An Introduction，Abbott Tappi Press(1995)，Atlanta，ISBN 0-89852-062-2。Tappi方法T530描述了用于这些实施例中的Hercules施胶测试(HST)。对于本公开内容给出的测试结果，使用含有1％萘绿染料和1％蚁酸的溶液作为渗透剂。测试的终止点设定在80％的反射比例(reflectance)。
Cobb测试(Cobb Test)
Cobb测试通过将纸张固定在金属环与板之间，测定在给定时间内被纸张样品吸收的水量，从而测定施胶。将100cm2面积的纸张暴露于100ml水中，其中水高1cm。在测试前，切割和称重纸张(约12.5×12.5cm)。对于本文的测试，水在纸上要保持一分钟。倒出水后，迅速取出环，并将样品湿的一面朝上放置在一张吸滤纸上。将第二张吸滤纸放置在样品上，并且用10kg的手压辊辗压纸张，向前一次，然后向后。注意不要在辊子上施加向下的力。从吸滤纸上取下纸张样品，然后再称重。以每平方米纸张吸收的克为单位的水量报告结果。测试和测试设备的完整说明可获知于Gurley Precision Instruments(参见www.gpi-test.com/cobb.htm)。
样品制备
用实验室方法或中试造纸机制备用于实施例的纸张样品。一般性的方法将在此说明。详细情况在每个实施例中列出。
对于实验室方法而言，预先用商业或中试造纸机准备基纸。所述纸张的制备中部采用任何施胶压榨处理-不向形成的纸张表面添加淀粉、施胶剂、或其它添加剂。用于制造纸张的纸浆由再生纸张料流制备。纸张基重为139g/m2，HST施胶值为5秒。纸张一旦制备和干燥好，就予以贮存待用。对于在此说明的实验，纸张在Hercules研究中心用实验室台式(bench top)蓄液(puddle)施胶压榨机进行处理。
施胶压榨配制品的制备包括在95℃下溶解淀粉45分钟，冷却，在65℃下保持淀粉。根据每个试验的需要调节淀粉pH。向淀粉中加入每个实施例中所述的其它添加剂，再次调节pH。然后，用仍保留在65℃的淀粉溶液处理纸张。对于使用的每种基纸，测定通过辊子获得的溶液量，并相应地设定添加剂用量。
施胶压榨机包括一组水平的10英寸夹送辊，一个有橡胶涂层，一个为金属的，纸张由此进料。施胶压榨处理用的蓄液通过辊子和辊子顶部上的隔墙(dam)保持。辊子以14磅的空气压力保持在一起。纸张由辊子牵引通过蓄液，然后穿过辊子，实现其量受控制且均匀的处理。将纸张静置30秒，然后再次通过施胶压榨机。
通过处理溶液中处理化学品的浓度来控制处理的程度，所述处理溶液为含有其它添加剂的溶解的淀粉溶液。第二次穿过施胶压榨机后，纸张在两个辊子的下面收集，并立即在设定在210°F(99℃)的滚筒干燥机上干燥。将纸张干燥到约3-5％的水分含量。干燥后，对每种样品进行调理：在室温下老化5天(如果样品含有反应性施胶剂)，和至少老化1天(如果样品不含反应性施胶剂)。
在Hercules中试造纸机上制备以下实施例中使用的其它样品。在类似于上述基片所用的条件下制作纸张。供料流为组合料，大部分为约25％再生杂志纸和15％再生新闻纸的再生箱板纸。纸浆精制到350CSF。以最终的纸张计，约0.75％为在造纸机湿端加入的阳离子淀粉。纸张基重为138g/m2，纸厚为8.8密耳。
造纸机上，第一干燥器段之后有施胶压榨机，然后是另一个干燥器段，再就是一组压延滚。根据公开内容的处理在所述施胶压榨机上对纸张实施。使用蓄液施胶压榨方式。在蓄液方式中，将液体的施胶压榨组合物处理溶液作为蓄液随滚筒保持，纸张由此通过蓄液和辊子。中试机器的工艺模拟大型造纸机的工艺。对于实验室研究，使用蒸煮的(溶解的)淀粉溶液作为处理化学品的载体。
实施例1
(比较例-不含促进剂树脂的反应性施胶剂和非反应性施胶剂)
使用上述台式施胶压榨方法，用两种不同的阳离子胶乳对纸张样品进行表面施胶，这些同样的胶乳每种与一种反应性施胶剂组合。使用氧化的玉米淀粉作为主要的施胶压榨组分。其是以10％的溶液使用，最终纸张吸收61.5％，也即最终的纸张每100g纸张含有6.15g淀粉。最终纸张中施胶剂的添加量如下表所示。施胶压榨溶液保持在约6的pH。样品也在施胶压榨pH更低时进行测试。加入的反应性施胶剂为Hercules
Figure BPA00001317675800091
ST900表面施胶剂，该表面施胶剂为含基于不饱和脂肪酸的液体二聚体的二聚体乳液。
表1
Figure BPA00001317675800092
胶乳A＝Giulini Pergluten K532    胶乳B＝Eka SP CE28
随着pH降低，两种胶乳样品的施胶性能(通过HST测得的)均得到改善。更高的HST值表示更多施胶。同时，一分钟Cobb测试值更低。更低的Cobb值表示更多的施胶。pH为6时，加入反应性施胶剂代替两种胶乳施胶剂任何一种的一部分，从更高的HST和更低的Cobb值来看，可使施胶得到相当大的改善。然而，pH为4.8或4.7时，加入反应性施胶剂变化相当少。结果与更低pH下反应性施胶剂效率降低是一致的。即使更低pH下效率较低，反应性施胶剂仍可提高施胶能力，其高于仅用阳离子胶乳的情形。
实施例2
(含有和不含促进剂树脂的反应性施胶剂和非反应性施胶剂)
再次使用与实施例1相同的条件。纸张吸收再一次为61.5％。对分别用以下施胶的纸张进行测试：聚合物胶乳；相同胶乳和反应性施胶剂；相同胶乳和反应性施胶剂加促进剂树脂。表2列出了结果。
表2
Figure BPA00001317675800101
胶乳A＝Giulini Pergluten K532     促进剂树脂if P(DADMAC)
加入反应性施胶剂比仅用聚合物胶乳可改善施胶。在样品4中加入低量的促进剂树脂时，可令人惊讶地导致使用HST的施胶值相对大的提高。
实施例3
(含促进剂树脂的反应性施胶剂和非反应性施胶剂)
在如实施例2所示的相同实验中，加入几种可用作促进剂树脂的不同化合物。在每种情况下，纸张中促进剂树脂的含量为0.005％。胶乳为Pergluten K 532，并且加到施胶压榨中的量为纸张的0.1％。加入
Figure BPA00001317675800111
ST900反应性施胶剂，其量为纸张的0.02％。
表3
  促进剂树脂   施胶压榨的pH   HST(秒)   1分钟Cobb(g/m2)
  无   5.0   318   32
  促进剂A   5.0   432   33
  促进剂B   5.0   321   32
  促进剂C   5.0   414   24
  促进剂D   5.0   402   24
  促进剂E   5.0   351   29
促进剂A＝聚二甲基二烯丙基氯化铵
促进剂B＝二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸和二烯丙基盐酸铵的三元共聚物
促进剂C＝以Kymene 557H增强树脂商业销售的聚酰胺-胺
促进剂D＝以Kymene 736增强树脂商业销售的聚酰胺-胺
促进剂E＝由二甲基氨丙基胺和表氯醇形成的聚合物
全部促进剂树脂都可使施胶有所改善。某些促进剂树脂可在HST施胶中产生更多改善，而其它的则对Cobb施胶有较大的影响。尤其是经Cobb试验测得的反应性施胶剂
Figure BPA00001317675800112
557H湿强树脂和Kytnene 736能有效改善施胶。
实施例4
(含促进剂树脂的反应性施胶剂和非反应性施胶剂)
在类似于实施例2的实验中，加入不同量的促进剂树脂和施胶剂。胶乳还是为以0.1％加入的Pergluten
Figure BPA00001317675800113
反应性施胶剂还是ST900。每种情况下施胶压榨的pH均为5.0。结果在表4中显示。
表4
Figure BPA00001317675800122
557H湿强树脂和Kymene 736为Hercules公司的商业化聚酰胺-胺-表氯醇强度添加剂。E-5131为Hercules公司的基于双氰胺的商业化阳离子促进剂树脂。
反应性施胶剂的量较低时，增加聚二甲基二烯丙基氯化铵(P(DADMAC))含量可使施胶量增加。增加反应性施胶剂的量也可使施胶增加。反应性施胶剂的量更高时，所有促进剂树脂仍能提供增加的施胶。
实施例5
(含和不含促进剂树脂的反应性施胶剂和非反应性施胶剂)
再次进行类似的实验。用
Figure BPA00001317675800131
ST900反应性施胶剂在含有和不含聚二甲基二烯丙基氯化铵(P(DADMAC))促进剂树脂下测试不同的胶乳施胶剂。结果在表5中显示。在所有情况下，施胶压榨的pH均为5.0，所加入的胶乳量以干重计为最终纸张的0.15％。每种样品中加入的反应性施胶剂的量以干重计为最终纸张的0.03％。
表5
  胶乳   施胶剂   促进剂树脂   HST(秒)
  无   无   无   20
  A   无   无   394
  A   有   无   516
  A   有   有   619
  B   无   无   377
  B   有   无   492
  B   有   有   617
  C   无   无   589
  C   有   无   506
  C   有   有   675
  D   无   无   425
  D   有   无   491
  D   有   有   631
胶乳A＝Basoplast PR8367
胶乳B＝Eka SP CE28
胶乳C＝Giulini Pergluten K532
胶乳D＝Hercules imPress ST830表面施胶剂
在四种不同的聚合物胶乳施胶剂下，加入相对较低量的促进剂树脂时，与单独的胶乳或胶乳与反应性施胶剂一起相比，可获得提高的性能。
实施例6
(含和不含促进剂树脂的反应性施胶剂和非反应性施胶剂)
进行类似的试验，试验中采用含有和不含反应性施胶促进剂树脂时对阳离子胶乳进行测试，但没有加入反应性施胶剂。在两个不同的pH值下进行施胶压榨试验。在所有情况下，所使用的阳离子胶乳为Pergluten K532，并且其加到施胶压榨中的量为最终纸张的0.1％。还使用不同的促进剂树脂和不同量的促进剂树脂。表6列出了结果。
表6
Figure BPA00001317675800141
Kymene 25XL为Hercules公司的阳离子聚酰胺-胺-表氯醇纸张强度添加剂。
相当令人惊讶地，通过加入少量反应性施胶促进剂树脂，就可提高阳离子胶乳所提供的施胶。促进剂树脂在相同量但没有阳离子胶乳使用时，不能为纸张提供增强的施胶。
实施例7
(中试造纸机和预混配制品)
以上面描述的方式使用中试造纸机来评价样品。样品如下：
1)100g阳离子胶乳A(31％固含量)与33.7gST 900施胶剂混合。聚合物与二聚体的比为4∶1。
2)100g阳离子胶乳A与33.7g
Figure BPA00001317675800152
ST 900和9.69g P(DADMAC)的20％水溶液混合。聚合物与二聚体和促进剂树脂的比为16∶4∶1。
3)306.7g阳离子胶乳B(31％固含量)与100g
Figure BPA00001317675800153
ST 900施胶剂混合。聚合物与二聚体的比为4∶1。
4)306.7g阳离子胶乳B与100g
Figure BPA00001317675800154
ST 900和28.8g P(DADMAC)的20％水溶液混合。聚合物与二聚体与促进剂树脂的比为16∶4∶1。
每种样品加入到含约8％氧化淀粉的施胶压榨淀粉溶液中。测试调节到不同pH值的施胶压榨溶液。施胶压榨的条件调节到能在纸张中得到3.5％的淀粉加入量和0.15％的施胶预混物，所述含量基于活性物(胶乳的固体量加上反应性施胶剂中的二聚体的量，再加上促进剂树脂的量)。施胶混合物与阳离子胶乳样品比较，其加入量同样为纸张中的0.15％。
表7列出了施胶的结果。
表7
  施胶混合物   施胶压榨pH   HST(秒)   1”Cobb(g/m2)
  胶乳A   6.0   388   30
  预混物1   6.0   461   29
  预混物2   6.0   506   26
  胶乳B   6.0   218   29
  胶乳B   7.0   159   47
  预混物3   6.0   367   27
  预混物3   7.0   425   24
  预混物4   6.0   618   23
  预混物4   7.0   723   22
胶乳A＝Basoplast PR8367
胶乳B＝Eka SP CE28
得到类似于台式施胶压榨研究的结果。向阳离子胶乳加入施胶剂可改善施胶，进一步加入促进剂树脂可产生甚至更大的提高。HST测试中胶乳A单独使用可得到388秒，而用二聚体代替一些胶乳时，施胶值为461秒，与促进剂树脂一起使用则为506秒。样品在pH 6时进行施胶压榨。
随着施胶压榨溶液的pH从6.0提高到7.0，阳离子胶乳B的施胶下降。当存在反应性施胶剂代替一些胶乳时，在pH 6和pH 7时的所述施胶可得到改善。然而，在pH 7时的改善更大。施胶剂和促进剂树脂两者均与胶乳一起存在时，施胶仍在pH 7时改善最大，但是在pH 6时的施胶改善远远超过没有促进剂树脂时的施胶改善。
Cobb测试所测得的施胶结果与HST结果完全一致。
实施例7的结果表明，阳离子胶乳、反应性施胶乳液和促进剂树脂可以进行预混。
上述说明书阐述了本公开内容。此外，公开内容还描述了优选实施方案。应当理解，在本说明书所表达的概念范围内的改变或修改与上述教导内容等同，并且/或者认为相关领域的技术或知识是公开内容的一部分。上文所述的实施方案进一步用来解释实施公开内容的已知最佳方式，并且能使本领域的其他技术人员以这样或其它的实施方案利用公开内容，并可根据本说明书中公开的特定应用或使用的要求进行各种修改。相应地，说明书并非用来将公开内容限制在本说明书所公开的形式。而且，其用意是附后的权利要求应解释为可包括替代的实施方案。
本说明书中引用的所有公开、专利和专利申请都通过引用结合在此，并且用于一切目的，如同每一单独的公开、专利或专利申请具体且单独地指明通过引用结合在此。若有任何不一致，应以本公开内容为准。
术语“包括”及其语法变化的使用含有“具有”或“含有”的包容语义，而非“仅由…组成”的排他语义。术语“一种”和“该”在本说明书中使用时应理为包括复数和单数。

Claims (12)

1.一种用于纸张施胶的施胶压榨组合物，其包括以下组分：
(a)至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂，
(b)至少一种反应性的施胶剂，
(c)至少一种促进剂树脂，
(d)水，和
(e)至少一种粘结剂，
其中组分(a)基于施胶压榨组合物总重量的存在量为0.15-1重量％，组分(b)基于施胶压榨组合物总重量的存在量为0.025-0.8重量％，组分(c)基于施胶压榨组合物总重量的存在量为0.01-0.2重量％，和粘结剂(e)基于施胶压榨组合物总重量的存在量为2-12重量％，并且其中所述施胶压榨组合物的pH低于6。
2.权利要求1的施胶压榨组合物，其中所述至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂为具有基于苯乙烯、丙烯酸酯或其组合的单体单元的聚合物。
3.权利要求1的施胶压榨组合物，其中所述至少一种反应性施胶剂为分散体、乳液或胶乳，并且包含烷基烯酮二聚体或烷基琥珀酸酐。
4.权利要求1的施胶压榨组合物，其中所述至少一种促进剂树脂包括至少一种包含基于以下单体的单体单元的阳离子聚合物或共聚物：二甲基二烯丙基氯化铵、甲基烷基烯丙基氯化铵或二烯丙基氯化铵单体，或包括至少一种是聚氨基酰胺树脂的阳离子聚合物。
5.权利要求1的施胶压榨组合物，其中所述至少一种粘结剂为淀粉。
6.一种用于制备纸张组合物的方法，其包括：向纸张或箱板纸施用权利要求1-4中任一项的施胶压榨组合物。
7.权利要求6的制备纸张组合物的方法，其中所述施胶压榨组合物在造纸机中施用到纸张中，或在离开造纸机的施胶压榨机中单独施用。
8.一种纸张组合物，其包括：
用包括以下组分的用于纸张施胶的施胶压榨组合物处理的纸张：
(a)至少一种非反应性的阳离子表面施胶剂，
(b)至少一种反应性的施胶剂，以及
(c)至少一种促进剂树脂，
其中以干重计，纸张中存在的组分(a)基于纸张组合物总重量为大于0.05重量％，纸张中存在的组分(b)基于纸张组合物总重量为大于0.02重量％，纸张中存在的组分(c)基于纸张组合物总重量为大于0.005重量％，并且其中所述施胶压榨组合物的pH低于6。
9.权利要求8的纸张组合物，其中所述至少一种非反应性阳离子表面施胶剂为具有基于苯乙烯、丙烯酸酯或其组合的单体单元的聚合物。
10.权利要求8的纸张组合物，其中所述至少一种反应性施胶剂为分散体、乳液或胶乳，并且包含烷基烯酮二聚体或烷基琥珀酸酐。
11.权利要求8的纸张组合物，其中所述至少一种促进剂树脂包括至少一种包含基于以下单体的单体单元的阳离子聚合物或共聚物：二甲基二烯丙基氯化铵、甲基烷基烯丙基氯化铵或二烯丙基氯化铵单体，或包括至少一种为聚氨基酰胺树脂的阳离子聚合物。
12.权利要求8的纸张组合物，其中所述纸张为再生箱板纸，并且其中所述纸张的基重为100-200g/m2。
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