專(zhuān)利名稱(chēng)：烯基琥珀酸酐組合物及其使用方法
背景造紙業(yè)者會(huì)得益于簡(jiǎn)單、有效的纖維素反應(yīng)性表面施加施膠劑體系，該體系(i)向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能和(ii)在造紙工藝濕端降低或消除使用施膠劑的需要。令人遺憾地，已知的方法和組合物一直阻止造紙業(yè)者達(dá)到此目標(biāo)。
公知的是，如應(yīng)用于紙的施膠性能表示纖維質(zhì)基材抗液體進(jìn)入紙張的潤(rùn)濕或滲透的能力。烯基琥珀酸酐(ASA)纖維素反應(yīng)性施膠劑的含水分散體已廣泛用于紙板制造工業(yè)達(dá)許多年，用于給許多種品級(jí)施膠，該品級(jí)包括打印和書(shū)寫(xiě)品級(jí)和漂白和未漂白品級(jí)。纖維素反應(yīng)性烯基琥珀酸酐乳液向紙板產(chǎn)品賦予疏水性能。
用于達(dá)到施膠性能的化學(xué)品已知為內(nèi)部膠料或表面膠料。內(nèi)部膠料可以是松香基或合成膠料如烯基琥珀酸酐，或其它材料。在紙片形成之前將內(nèi)部膠料加入到紙漿中。表面膠料是在已形成紙片之后，最通常在壓膠劑處加入的施膠劑，盡管也可以使用噴淋施加。
烯基琥珀酸酐施膠劑通常通過(guò)由如下方式施加將它分散在陽(yáng)離子型或兩性親水性物質(zhì)如淀粉或聚合物中。將經(jīng)淀粉或聚合物分散的烯基琥珀酸酐施膠乳液在紙纖網(wǎng)(web)形成之前已加入到紙漿淤漿中。烯基琥珀酸酐施膠乳液向造紙系統(tǒng)中的此類(lèi)型加入通常稱(chēng)為烯基琥珀酸酐的濕端加入或內(nèi)部加入。
令人遺憾地，烯基琥珀酸酐向造紙機(jī)濕端的加入具有幾個(gè)缺點(diǎn)。經(jīng)內(nèi)部加入的烯基琥珀酸酐乳液從不完全保留在纖維上。未保留的部分為游離地與造紙系統(tǒng)的水或其它組分反應(yīng)和可能在造紙機(jī)的濕端處形成沉積物，或然后可能被帶到造紙機(jī)的壓擠或干燥工段和形成紙或紙板缺陷。此外，烯基琥珀酸酐乳液的內(nèi)部加入具有與其它濕端添加劑，如增白劑、消泡劑或分散劑、抗微生物劑、染料、強(qiáng)度劑等相互作用的可能性。
此外，填料加入，如碳酸鈣填料在造紙系統(tǒng)濕端的增加也導(dǎo)致膠料需求的增加。填料粒子與纖維素纖維相比具有相對(duì)高的表面積和容易吸附經(jīng)內(nèi)部加入的施膠劑。烯基琥珀酸酐，它吸附到碳酸鈣填料粒子上，與由經(jīng)纖維素反應(yīng)的烯基琥珀酸酐施膠劑施膠的未填充紙纖網(wǎng)的處理相比，導(dǎo)致較不有效的施膠，要求更高的劑量。
開(kāi)發(fā)表面處理纖維質(zhì)基材的組合物和方法的努力不能生產(chǎn)出簡(jiǎn)單、有效的體系，該體系向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能和降低或消除在造紙工藝濕端使用施膠劑的需求。例如，常規(guī)表面膠料如苯乙烯-丙烯酸酯乳液、苯乙烯-丙烯酸類(lèi)、苯乙烯-馬來(lái)酸酐、聚氨酯等要求內(nèi)部膠料是有效的。
U.S.Pat.No.6,162,328公開(kāi)了將紙施膠的方法，該方法包括向紙的表面加入包含纖維素反應(yīng)性和纖維素非反應(yīng)性膠料分散體的混合物的施膠組合物。纖維素非反應(yīng)性膠料是聚合物材料，如苯乙烯或取代苯乙烯與包含羧基的乙烯基單體的共聚物。纖維素反應(yīng)性膠料包括膠料如烯酮二聚體和多聚體、烯基琥珀酸酐、有機(jī)環(huán)氧化物、酰鹵、源自脂肪酸的脂肪酸酐和有機(jī)異氰酸酯。淀粉可以為任何類(lèi)型，包括但不限于氧化淀粉、乙基化淀粉、陽(yáng)離子型淀粉和珠狀淀粉，和優(yōu)選用于水溶液中。纖維素反應(yīng)性膠料分散體和非反應(yīng)性膠料分散體可以與淀粉或淀粉衍生物的溶液一起在施加到紙上之前加入。
U.S.Pat.No.6,162,328要求至少一種纖維素反應(yīng)性膠料和至少一種纖維素非反應(yīng)性膠料的結(jié)合。此結(jié)合允許人們通過(guò)平衡兩種類(lèi)型的性能將烯基琥珀酸酐或烷基烯酮二聚體加入到壓膠劑中。與單一施膠組分加入相比，使用聚合物材料的結(jié)合的要求使組合物更昂貴和復(fù)雜。
U.S.Pat.No.4,872,951公開(kāi)了用作紙和紙板產(chǎn)品的外部膠料的經(jīng)烯基琥珀酸酐處理的和陽(yáng)離子型淀粉的共混物。該共混物包含30-90％(wt％)經(jīng)烯基琥珀酸酐處理的淀粉，它是淀粉的單酯和烷基或烯基琥珀酸酯和10-70％(wt％)陽(yáng)離子型淀粉。本發(fā)明要求與陽(yáng)離子型淀粉結(jié)合的淀粉與烯基琥珀酸酐的反應(yīng)產(chǎn)物，它被加入到紙的表面。制造此反應(yīng)產(chǎn)物是另外的工藝步驟。此外，此文獻(xiàn)著重于陽(yáng)離子型淀粉沒(méi)有教導(dǎo)非離子和陰離子型淀粉或聚合物如何可以用于乳液中以有效輸送烯基琥珀酸酐到纖維質(zhì)基材和賦予有用的施膠性能。
WO 02/08514描述了施膠乳液的制備，該乳液包含施膠劑，和能夠形成乳液的無(wú)機(jī)顆粒狀乳化劑和水。施膠劑可以是2-氧雜環(huán)丁烷酮二聚體或多聚體，烯基琥珀酸酐，松香或氨基甲酰氯。無(wú)機(jī)顆粒狀乳化劑選自粘土、二氧化硅、沸石、云母、碳酸鈣、磷酸鹽或硫酸鹽；氧化鋁、氫氧化鋁、磷酸鋁或硅酸鋁；磷酸鎂或硅酸鎂；聚合氯化鋁、聚合磷酸鋁或聚合硅酸鋁，和亞鐵或鐵磷酸鹽、硅酸鹽或氧化物。根據(jù)此專(zhuān)利，無(wú)機(jī)顆粒狀乳化劑的加入允許人們將烯基琥珀酸酐加入到壓膠劑。實(shí)施例28，一個(gè)對(duì)比例，公開(kāi)了通常制備的烯基琥珀酸酐″的包括表面活性劑和淀粉的乳液在壓膠劑中不起作用...″US Pat.No.4,629,655討論了包含陽(yáng)離子聚合物的適于作為助留劑的施膠劑和適于施膠的膠料。產(chǎn)物是固體，優(yōu)選片劑，其中通常液體膠料基本上分散在陽(yáng)離子聚合物中。施膠劑僅意于用于內(nèi)部施膠。制造此施膠劑要求另外的步驟和固體比乳液更難以分散。
US Pat.No.4,606,773公開(kāi)了乳化烯基琥珀酸酐類(lèi)型紙施膠劑的方法，其中水溶性聚合物與水溶性淀粉結(jié)合使用。向聚合物中引入一定數(shù)量的淀粉提高了ASA乳液的穩(wěn)定性。施膠劑僅意于用于內(nèi)部施膠。與單一施膠組合物相比，使用淀粉和聚合物結(jié)合的要求使組合物更昂貴和復(fù)雜。
US Pat.No.5,627,224討論了含水施膠組合物，其中施膠劑選自環(huán)狀二羧酸酐或烷基烯酮二聚體，穩(wěn)定劑和/或分散劑，它們是兩性聚合物和多鋁(polyaluminum)化合物。與單一施膠組合物相比，使用淀粉或聚合物和多鋁化合物結(jié)合的要求使組合物更昂貴和復(fù)雜。
US Pat.No.5,969,011和WO 98/33979公開(kāi)了施膠劑的含水分散體，該分散體包含纖維素反應(yīng)性試劑和分散劑體系，該體系包括低分子量陽(yáng)離子聚合物和是陰離子聚合物的陰離子穩(wěn)定劑。這些化合物優(yōu)選由靜電吸引的力結(jié)合在一起，由此表示凝聚層分散劑。與單一施膠組合物相比，陽(yáng)離子聚合物和陰離子分散劑結(jié)合的要求使組合物更昂貴和復(fù)雜。
US Pat.No.4,657,946討論了經(jīng)施膠的紙產(chǎn)品的制備方法，其中乳化的烯基琥珀酸酐施膠劑包含水，烯基琥珀酸酐，表面活性劑和陽(yáng)離子聚合物。此工藝加入到紙?jiān)?。與單一施膠組合物相比，陽(yáng)離子聚合物和表面活性劑結(jié)合的要求使組合物更昂貴和復(fù)雜。
上述文獻(xiàn)是具有現(xiàn)有技術(shù)缺陷的典型，該缺陷使得不能提供實(shí)施例或有意義的詳細(xì)情況，該實(shí)施例或詳細(xì)情況使熟練技術(shù)人員能夠?qū)嵤┖?jiǎn)單、有效的纖維素反應(yīng)性表面施加施膠劑體系，該體系(i)在造紙操作中典型地發(fā)現(xiàn)的條件下，在高于40°F，如高于120°F(約49℃)以上或以上的溫度下，向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能和(ii)降低或消除在造紙工藝濕端使用施膠劑的需要。這些文獻(xiàn)沒(méi)有公開(kāi)可用于其中期望會(huì)形成水解的烯基琥珀酸酐的條件下的體系。
由于上述原因，需要開(kāi)發(fā)在通常操作條件下簡(jiǎn)單、表面施加的有效的纖維素反應(yīng)性表面施加的施膠劑體系，該體系(i)向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能和(ii)降低或消除在造紙工藝濕端使用施膠劑的需要。
概述本發(fā)明涉及一種含水組合物，該組合物包含(a)一種包含烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分；使得充分稀釋烯基琥珀酸酐組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及含水施膠組合物，該組合物包含(a)一種包含亞烷基烯酮二聚體組分的乳液，該亞烷基烯酮二聚體組分包含在含水聚合物溶液中懸浮的亞烷基烯酮二聚體粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分；使得充分稀釋亞烷基烯酮二聚體組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。
本發(fā)明也涉及采用這樣的組合物處理的纖維質(zhì)基材，該組合物的制備方法，和使用該組合物的方法。
參考如下描述和所附權(quán)利要求書(shū)將更好理解本發(fā)明的這些和其它特征，方面，和優(yōu)點(diǎn)。
描述本發(fā)明涉及含水施膠組合物，該組合物包含(a)一種包含烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分；使得充分稀釋烯基琥珀酸酐組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。
這樣的施膠組合物可以由具有如下順序步驟的方法制備(a)用含水聚合物溶液乳化非必要地包含表面活性劑的烯基琥珀酸酐組分，和由此形成乳液，和(b)將該乳液與選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分結(jié)合，和由此形成施膠組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用烷基烯酮二聚體代替烯基琥珀酸酐。在另一個(gè)實(shí)施方案中，使用烯基琥珀酸酐和烷基烯酮二聚體的混合物。
本發(fā)明是基于如下顯著發(fā)現(xiàn)在小心控制的條件下，通過(guò)用(2)含水聚合物乳化(1)包含(i)烯基琥珀酸酐和，非必要地(ii)表面活性劑組分的烯基琥珀酸酐組分；形成乳液，和然后將該乳液與選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分結(jié)合，這時(shí)可以制備簡(jiǎn)單、但高度有效的施膠組合物，該組合物在壓膠劑處典型地發(fā)現(xiàn)的溫度下向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。本發(fā)明也基于如下發(fā)現(xiàn)即使根據(jù)本發(fā)明制備的施膠組合物包含水解的烯基琥珀酸酐(HASA)，施膠組合物也可以向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。有利地，施膠組合物的使用降低或消除了在壓膠劑，砑光機(jī)組，或造紙機(jī)的干燥工段處的沉積或粘附。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)是消除對(duì)淀粉的需要，它的制備和在淀粉加工中要求的生物生長(zhǎng)控制的需要；在高溫下采用施膠組合物的能力；消除蒸煮或處理淀粉的需要；聚合物在非常低的聚合物對(duì)ASA比例下提供穩(wěn)定的ASA乳液。
在此使用的詞語(yǔ)″有用的施膠性能″表示可用于紙產(chǎn)品的預(yù)計(jì)用途的施膠性能。相反，在此使用的詞語(yǔ)″無(wú)用的施膠性能″表示不可用于紙產(chǎn)品的預(yù)計(jì)用途的施膠性能。在此使用的術(shù)語(yǔ)″乳液″表示根據(jù)本發(fā)明制備的乳液，該乳液當(dāng)與第二組分結(jié)合時(shí)形成施膠組合物，當(dāng)在造紙工藝中的任何適當(dāng)位置，在該位置之后已形成纖維質(zhì)片，如壓膠劑或涂覆器施加時(shí)，該組合物是特別有用的。
本發(fā)明涉及含水施膠組合物，該組合物包含(a)一種包含烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分；使得充分稀釋烯基琥珀酸酐組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。
本發(fā)明的施膠組合物特別設(shè)計(jì)用于在壓膠劑處使用。本發(fā)明的施膠組合物降低或消除了在造紙工藝濕端使用施膠劑的需求。當(dāng)然，本發(fā)明的施膠組合物可用于其中可以處理纖維質(zhì)基材表面的任何其它應(yīng)用。
乳液一般包括烯基琥珀酸酐組分，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子。非必要地，烯基琥珀酸酐組分也可以包含表面活性劑組分。
烯基琥珀酸酐組分通常包括由單不飽和烴鏈組成的烯基琥珀酸酐化合物，該烴鏈包含琥珀酸酐側(cè)基。烯基琥珀酸酐化合物通常是液體和可以衍生自馬來(lái)酸酐和合適的烯烴。烯基琥珀酸酐化合物可以是固體。
一般而言，烯基琥珀酸酐化合物可以由如下方式制備在足以形成烯基琥珀酸酐化合物的溫度和時(shí)間下，將異構(gòu)化C14-C20單烯烴，優(yōu)選過(guò)量?jī)?nèi)烯烴，與馬來(lái)酸酐反應(yīng)。
如果要用于烯基琥珀酸酐化合物的制備的烯烴不是內(nèi)烯烴，例如采用α-烯烴的情況，則可以?xún)?yōu)選首先將烯烴異構(gòu)化以提供內(nèi)烯烴?？捎糜谙┗晁狒衔镏苽渲械南N可以是直鏈或支化的。優(yōu)選，烯烴可包含至少約14個(gè)碳原子。烯基琥珀酸酐化合物的典型結(jié)構(gòu)例如，公開(kāi)于U.S.Pat.No.4,040,900，該文獻(xiàn)在此全文引入作為參考。烯基琥珀酸酐化合物和它們的制備方法例如，描述于C.E.Farley和R.B.Wasser，″紙的施膠，第二版(The Sizing of Paper，Second Edition)″，W.F.Reynolds編輯，TAPPI出版社，1989，第51-62頁(yè)，該文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容在此全部引入作為參考。
烯基琥珀酸酐組分可包含一些水解的烯基琥珀酸酐。水解的烯基琥珀酸酐的數(shù)量可以為約1-約99wt％，基于烯基琥珀酸酐組分的總重量。
烯基琥珀酸酐組分在乳液中存在的數(shù)量通常為至少約0.01wt％，或約0.1-約20wt％，或約0.3wt％-約15wt％，基于乳液的總重量。在另一個(gè)實(shí)施方案中，烯基琥珀酸酐組分在乳液的存在數(shù)量為約20-約40wt％。
用于乳化烯基琥珀酸酐的聚合物可以是任何聚合物，該聚合物當(dāng)根據(jù)本發(fā)明使用時(shí)可產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的乳液。用于此施膠組合物的乳液中的合適聚合物的例子包括聚合物穩(wěn)定劑，該穩(wěn)定劑包括具有陰離子、陽(yáng)離子、非離子和兩性電荷特性及電荷取代范圍為0-約90％，和更優(yōu)選0-約10％的乙烯基加成聚合物和縮聚物。此外，上述合成聚合物穩(wěn)定劑的分子量值通常為約10,000-約10,000,000道爾頓，或約100,000-約2,000,000或約200,00-約1,000,000道爾頓。在此提及的所有分子量是重均分子量。
通常，本發(fā)明的合適水溶性聚合物是陽(yáng)離子乙烯基加成聚合物、陰離子乙烯基加成聚合物、中性聚合物、兩性聚合物和縮聚物。合適聚合物的例子包括分子量為10,000道爾頓-3,000,000道爾頓的水溶性聚合物。要用于本發(fā)明中的基本水溶性聚合物包括但不限于如下單體組成的均聚物和共聚物，以及導(dǎo)致三元共聚物和四元共聚物的其結(jié)合物丙烯酰胺、氯化二烯丙基二甲基銨、丙烯酸二甲基氨基乙基酯、丙烯酸二甲基氨基乙基酯季銨鹽、丙烯酸二乙基氨基乙基酯、丙烯酸二乙基氨基乙基酯季銨鹽、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯季銨鹽、甲基丙烯酸二乙基氨基乙基酯和它的季銨鹽、氯化甲基丙烯酰氨基丙基三甲基銨、丙烯酸。合適的聚合物也包括已經(jīng)歷″曼尼?！宸磻?yīng)的丙烯酰胺的聚合物和共聚物。同樣，在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)應(yīng)的曼尼希季銨鹽是可能的水溶性聚合物。其它水溶性聚合物的例子包括由如下物質(zhì)構(gòu)成的共聚物基本水溶性和可水分散的苯乙烯—丙烯酸烷基酯、苯乙烯—烷基丙烯酸類(lèi)、苯乙烯-馬來(lái)酸、苯乙烯-馬來(lái)酸酰胺、苯乙烯-馬來(lái)酸酯、苯乙烯-馬來(lái)酸酰胺酯和它們的對(duì)應(yīng)鹽。在另一個(gè)實(shí)施方案中，合適的聚合物包括包含以上單體的反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)合物的含水分散體、含有聚乙烯醇的聚氨酯分散體，聚(乙烯醇-乙烯基胺)、它們的對(duì)應(yīng)乙酸酯或甲酸酯(formamate)或部分水解的聚合物，或聚乙烯基胺。
例子包括(甲基)丙烯酸-N，N-二烷基氨基—烷基酯和/或酰胺和/或(甲基)丙烯酸烷基酯，苯乙烯，異丁烯，二異丁烯，乙酸乙烯酯和/或丙烯腈的共聚物。例子包括三亞甲基二胺和1，2-二氯乙烷或1，3-二氯丙烷的縮聚物；己二酸與二亞乙基三胺、四亞乙基五胺或類(lèi)似聚亞烷基的縮聚物；聚酰胺；與表氯醇的隨后反應(yīng)產(chǎn)物；二甲胺-表氯醇；乙二胺聚丙烯酰胺。例子包括聚乙烯基吡啶、氯化聚-N-甲基吡啶鎓、由三烷基胺季化的聚對(duì)氯苯乙烯。這樣合適聚合物的例子描述于美國(guó)專(zhuān)利4,657,946、4,784,727、3,445,330、6,346,554，該文獻(xiàn)在此全文引入作為參考。
包括在本發(fā)明實(shí)施方案中的天然聚合物、樹(shù)膠和它們的提取物可取自以下列舉的物質(zhì)瓜爾膠、阿拉伯膠、瓊脂、褐藻膠、角叉菜膠、纖維素和它的衍生物、甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖、垯瑪樹(shù)脂、葡聚糖、糊精、乙基纖維素、明膠、膠凝糖(gellan)、球根牽牛、刺梧桐、海草、刺槐豆、甲基纖維素、乳香、果膠、rhamsan、山達(dá)脂、黃蓍樹(shù)脂、welan和黃原膠。這包括天然聚合物的鹽和衍生物。這些聚合物可以處于它們的天然狀態(tài)或其后衍生以形成鹽或其它衍生物(如羥基乙基化的)。產(chǎn)物可以是陰離子、陽(yáng)離子、兩性或中性的。
通常，乳化聚合物在乳液中以至少約1∶0.05的烯基琥珀酸酐∶水溶性聚合物重量比存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚合物通常在乳液中以約1∶0.1-約1∶1，優(yōu)選約1∶0.1-約1∶0.5，或最優(yōu)選約1∶0.1-約1∶0.2的烯基琥珀酸酐∶水溶性聚合物重量比存在。
水溶性聚合物組分的優(yōu)選pH范圍應(yīng)當(dāng)是3.0-9.0，最優(yōu)選4.0-8.0。水溶性聚合物組分的優(yōu)選溫度應(yīng)當(dāng)是40-150°F(4-66℃)，最優(yōu)選55-100°F(13-38℃)。
表面活性劑組分包括表面活性劑，該表面活性劑當(dāng)用于制備根據(jù)本發(fā)明的乳液時(shí)，產(chǎn)生聚結(jié)最小化和在乳液接觸纖維質(zhì)基材之后向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能的乳液。通常，表面活性劑是陰離子或非離子的或可以是陽(yáng)離子的和可具有寬的HLB數(shù)值范圍。合適表面活性劑的例子包括但不限于烷基和芳基伯、仲和叔胺和它們的對(duì)應(yīng)季鹽、磺基琥珀酸酯(鹽)、脂肪酸、乙氧基化脂肪酸、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、脂肪酯、乙氧基化脂肪酯、乙氧基化甘油三酯、磺化酰胺、磺化胺、乙氧基化聚合物、丙氧基化聚合物或乙氧基化/丙氧基化共聚物、聚乙二醇、磷酸酯、膦酸化脂肪酸乙氧基化物、膦酸化脂肪醇乙氧基化物和烷基和芳基磺酸鹽和硫酸鹽。優(yōu)選的合適表面活性劑的例子包括但不限于酰胺、乙氧基化聚合物、丙氧基化聚合物或乙氧基化/丙氧基化共聚物、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、脂肪酯、羧基化醇或烷基酚乙氧基化物、羧酸、脂肪酸、二苯基磺酸鹽衍生物、乙氧基化醇、乙氧基化脂肪醇、乙氧基化烷基酚、乙氧基化胺、乙氧基化酰胺、乙氧基化芳基酚、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化甘油三酯、乙氧基化脂肪酯、乙氧基化二醇酯、聚乙二醇、脂肪酸酯、甘油酯、二醇酯、某些羊毛脂基衍生物、甘油單酯、甘油二酯和衍生物、烯烴磺酸鹽、磷酸酯、磷有機(jī)衍生物、膦酸化脂肪酸乙氧基化物，膦酸化脂肪醇乙氧基化物、聚乙二醇、丙氧基化和乙氧基化脂肪酸、烷基和芳基硫酸鹽和磺酸鹽、乙氧基化烷基酚、磺基琥珀酰胺酸酯(鹽)、磺基琥珀酸酯(鹽)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑組分包括選自如下的胺通式(I)的三烷基胺、 通式(I)的三烷基胺的二甲基硫酸季鹽、通式(I)的三烷基胺的芐基氯季鹽，和通式(I)的三烷基胺的二乙基硫酸季鹽，其中R1是甲基或乙基，R2是甲基或乙基，和R3是含有14-24個(gè)碳原子的烷基。在另一個(gè)實(shí)施方案中，表面活性劑組分排除此胺。
當(dāng)將烯基琥珀酸酐用合適的聚合物乳化時(shí)，可以采用表面活性劑進(jìn)行乳化。用于表面活性劑組分的表面活性劑水平可以為約0.1wt％-約20wt％，基于烯基琥珀酸酐組分。
乳液粒子的中值粒度通常為約0.5微米或更高。依賴(lài)于應(yīng)用，用于乳化的聚合物類(lèi)型，和聚合物性能，乳液的中值粒度可變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，乳液的中值粒度為約0.1-約50微米，或約0.5-約30微米。將意識(shí)到的是，由水懸浮的粒子可顯示寬的粒子分布范圍。由于更容易制備，使用具有這樣的寬粒子分布范圍的乳液的能力是有利的。通常公認(rèn)，用于濕端應(yīng)用的乳液要求相對(duì)更窄和更小粒度分布以提供有效的施膠。本發(fā)明乳液的粒度分布優(yōu)選是單模態(tài)的。然而，在一些情況下，分布可以是雙模態(tài)或多模態(tài)的。
乳液通常由如下方式制備在生產(chǎn)乳液的條件下用(b)合適數(shù)量的聚合物乳化(a)合適數(shù)量烯基琥珀酸酐和，非必要地表面活性劑組分，該乳液當(dāng)與第二組分結(jié)合時(shí)，形成施膠組合物，當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，該組合物向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。例如，乳液由如下方式制備將烯基琥珀酸酐組分，聚合物和合適數(shù)量的水通過(guò)剪切設(shè)備，該設(shè)備提供足夠的能量以形成乳液。烯基琥珀酸酐在乳化過(guò)程之前應(yīng)當(dāng)不曝露于水。
制備乳液所處的壓力和溫度足以制備乳液，該乳液可以與第二組分結(jié)合和形成施膠組合物，當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，該施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，合適乳化設(shè)備如剪切設(shè)備的入口壓力，在約40到約150°F(約4-約66℃)的溫度下為約1-約25psig，和出口壓力在約40-約170°F(約4-約77℃)的溫度下為約15-約160psig。流到合適剪切設(shè)備如Burks泵的主聚合物溶液流量可以為約0.8-約2.0加侖/分鐘(gpm)，優(yōu)選約0.25-約1gpm。在一個(gè)實(shí)施方案中，乳液可以在低剪切條件，如由選自如下的設(shè)備產(chǎn)生的那些剪切條件下制備離心泵、靜態(tài)在線(xiàn)混合器、蠕動(dòng)泵、燒杯中的磁力攪拌棒、架空攪拌器及其組合。
第二組分選自(i)淀粉組分(陽(yáng)離子型淀粉，非離子型淀粉，和/或陰離子型淀粉)，(ii)水溶性聚合物，或(iii)水，(及其混合物)，使得充分稀釋烯基琥珀酸酐組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。淀粉組分通?？梢允侨魏蔚矸?，該淀粉當(dāng)根據(jù)本發(fā)明使用時(shí)產(chǎn)生施膠組合物，當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，該組合物向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。通常，淀粉組分包括已經(jīng)改性和通常特性是陰離子或非離子的淀粉。然而，淀粉組分可包括兩性或陽(yáng)離子型淀粉，如也用于壓膠劑中的淀粉。
合適的淀粉典型地是陰離子或非離子的，和可包括那些其中通過(guò)使用酶、高溫和或化學(xué)/熱轉(zhuǎn)化技術(shù)而改性基礎(chǔ)玉米、馬鈴薯、小麥、木薯淀粉或高梁的淀粉?；瘜W(xué)改性包括但不限于氧化、酸改性、加熱、乙酰基化和羥基乙基化。合適淀粉的例子包括但不限于Penford的Douglas3012氧化馬齒型(dent)玉米淀粉、Cargill的Filmflex60羥基乙基化馬齒型玉米淀粉和Staley的Ethylex2035羥基乙基化馬齒型玉米淀粉。
淀粉組分可以采用淀粉水溶液的形式使用。在典型的壓膠劑溶液溫度下，淀粉溶液的粘度可為約10cP-約200cP。有利地，可以使用典型的熱淀粉溫度和包含乳液的施膠組合物可仍然賦予有用的施膠性能。淀粉組分的溫度可以是任何溫度，條件是充分稀釋烯基琥珀酸酐組分和第二組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。淀粉組分的優(yōu)選溫度是高于約40到約150°F(約4℃-約66℃)，或約200°F(或約94℃)，最優(yōu)選約55-約100°F(約13℃-約38℃)。在一個(gè)實(shí)施方案中，淀粉溫度可以為約60-約200°F(約15-約94℃)。淀粉固體也不需要改性，但如需要可以改性。淀粉固體可以為約1-約20wt％，和優(yōu)選約5-約13wt％。在一個(gè)實(shí)施方案中，淀粉組分的pH可以在它的自生pH下使用。淀粉組分的pH通常為約5-9，或優(yōu)選約7-約8.5。
典型地不單獨(dú)將水加入到在壓膠劑處使用的乳液中。然而，在本發(fā)明中，當(dāng)水用作第二組分時(shí)，可以使用在濕端應(yīng)用中典型地用于造紙工藝中的水。水可以由任何合適的措施如管線(xiàn)進(jìn)料加入。造紙水的優(yōu)選pH范圍應(yīng)當(dāng)是約4.0-約9.0，最優(yōu)選約5.0-約8.0。水的溫度可以是任何溫度，條件是充分稀釋烯基琥珀酸酐組分和第二組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。水組分的優(yōu)選溫度應(yīng)當(dāng)是高于約40到約150°F(高于約4℃-約66℃)，或約200°F，最優(yōu)選約55-約100°F(約13℃-約38℃)。有利地，當(dāng)水用作第二組分時(shí)，淀粉組分和水溶性聚合物組分不必須以任何可感知的數(shù)量使用，優(yōu)選無(wú)。
水是施膠組合物的主要組分。通常，水形成施膠組合物的至少約95wt％，或至少約90wt％或至少約80wt％。造紙水的優(yōu)選pH范圍應(yīng)當(dāng)是4.0-9.0，最優(yōu)選5.0-8.0。水的優(yōu)選溫度是約40-約150°F，最優(yōu)選約55-約100°F。在另一個(gè)實(shí)施方案中，水溶性聚合物組分可以是與用于乳化的相同組分或可以是其它聚合物。以足以制備本發(fā)明的施膠組合物的數(shù)量使用水溶性組分。
通常，水溶性聚合物組分在施膠組合物中以0.01wt％-20wt％存在。在一個(gè)實(shí)施方案中，水溶性聚合物組分通常在施膠組合物中以約0.05wt％-約10wt％，優(yōu)選0.075wt％-約5wt％，和最優(yōu)選約0.1wt％-約1wt％存在。水溶性聚合物組分的溫度可以是任何溫度，條件是充分稀釋烯基琥珀酸酐組分和第二組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。水溶性聚合物組分的優(yōu)選溫度是高于約40到約150°F(約4℃-約66℃)，或約200°F，最優(yōu)選約55-約100°F(約13℃-約38℃)。
通過(guò)將第一組分(包括烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物溶液中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子)與第二組分(陽(yáng)離子型淀粉，非離子型淀粉，陰離子型淀粉，水溶性聚合物，水和/或其混合物)結(jié)合而制備施膠組合物。第一組分可以與第二組分由任何合適的措施如通過(guò)混合而結(jié)合。優(yōu)選，在線(xiàn)結(jié)合乳液和第二組分。當(dāng)在低于約40℃的溫度下制備第一組分時(shí)，當(dāng)?shù)谝唤M分與第二組分結(jié)合時(shí)通常通過(guò)第二組分加熱第一組分，使得獲得的施膠組合物的溫度高于約40°F，如高于約40-約200°F(約4℃-約94℃)或150°F(66℃)，或約55-約100°F(約13℃-約38℃)?；蛘撸?dāng)在高于約40°F以上的溫度下制備第一組分時(shí)，獲得的含水施膠組合物的溫度也通常高于40°F以上，如高于約40°F，或50°F(10℃)到約200°F(約94℃)。當(dāng)在高于約40°F以上的溫度下制備第一組分時(shí)，第一組分的溫度通常低于第二組分的溫度。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)在高于約40°F以上的溫度下制備第一組分時(shí)，第一組分的溫度與第二組分的溫度相同或高于第二組分的溫度。同樣地，不將第一組分直接加入到纖維質(zhì)基材的表面，而在期望會(huì)引起水解的條件下將第一組分與第二組分結(jié)合以形成含水施膠組合物，和然后將獲得的施膠組合物加入到纖維質(zhì)基材中。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，施膠組合物進(jìn)一步包含表面施膠劑。然而，這不是必須的。合適的表面施膠劑包括但不限于苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯分散體和苯乙烯-丙烯酸酯乳液。優(yōu)選的苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物是苯乙烯或取代苯乙烯與乙烯基單體如馬來(lái)酸酐和它們部分酯化或水解的配對(duì)物的共聚物。例子是BaysizeS 48聚合物。優(yōu)選的苯乙烯-丙烯酸共聚物是苯乙烯或取代苯乙烯與乙烯基單體如丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物。例子是BaysizeS 210和225聚合物。優(yōu)選的聚氨酯分散體是異氰酸酯或二異氰酸酯和胺或醇的共聚物。例子是GraphsizeA，C，和T。優(yōu)選的苯乙烯-丙烯酸酯乳液是由苯乙烯、取代苯乙烯或丙烯腈與丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯生成的共聚物。例子是BaysizeS AGP，BMP和850聚合物，Basoplast400DS苯乙烯-丙烯酸酯乳液?；诟晌镔|(zhì)計(jì)，烯基琥珀酸酐組分對(duì)另外施膠劑的比為約1∶0.2-約1∶50。
在一個(gè)實(shí)施方案中，施膠組合物包含另外施膠劑對(duì)烯基琥珀酸酐組分的比為小于約1∶50wt％。在其它實(shí)施方案中，施膠組合物包含大于約0.5∶1重量比的另外施膠劑對(duì)烯基琥珀酸酐組分的比，或小于約50∶1重量比的另外施膠劑對(duì)烯基琥珀酸酐組分的比。
采用施膠組合物處理的纖維質(zhì)基材可以是紙產(chǎn)品的任何基材，該基材當(dāng)由根據(jù)本發(fā)明制備的施膠組合物處理時(shí)，獲得適于它預(yù)計(jì)用途的施膠性能。在一個(gè)實(shí)施方案中，纖維質(zhì)基材包括漂白和未漂白紙或紙板，該紙或紙板包含碳酸鈣、二氧化鈦和粘土填充紙產(chǎn)品。從纖維質(zhì)基材制備的紙產(chǎn)品可包括漂白或未漂白的紙或紙板，該紙或紙板在壓膠劑中在表面上處理，或采用根據(jù)本發(fā)明的施膠組合物噴淋而處理。
本發(fā)明特別有益于將紙板產(chǎn)品、高級(jí)紙產(chǎn)品或新聞紙產(chǎn)品施膠。紙板典型地是比書(shū)寫(xiě)紙重量大的由造紙機(jī)生產(chǎn)的纖維纖網(wǎng)。通常，紙板的重量為約120-約400克/平方米，(gsm)。紙板紙漿可以是漂白或未漂白的原生軟木、硬木類(lèi)型或由回收紙共混物制成，該回收紙由一種或多種如下來(lái)源組成波紋箱、舊新聞紙、混合辦公室廢物和舊雜志，后兩種包含碳酸鈣填料。新聞紙基本是從如下物質(zhì)制備的含木涂覆和未涂覆雜志和報(bào)紙紙未經(jīng)化學(xué)處理的研磨木紙漿，或研磨木材，和回收配料的結(jié)合物。高級(jí)紙通常稱(chēng)為印刷紙和書(shū)寫(xiě)紙，排除新聞紙。通常，高級(jí)紙的重量為約40-約120克/平方米，(gsm)。特定應(yīng)用包括雜志、目錄、書(shū)籍、商品印刷、復(fù)印和商務(wù)表格和文具(stationary)。用于大多數(shù)這些品極的紙漿是經(jīng)化學(xué)處理的，采用限定的回收或含木紙漿。打印和書(shū)寫(xiě)紙通常從漂白的化學(xué)紙漿制備，(如牛皮紙打漿或亞硫酸鹽打漿)，和包含約5-約30％的碳酸鈣水平。它們也可部分包含脫墨/回收漂白廢紙，(分類(lèi)的混合辦公室廢物)。
在使用中，本發(fā)明包括將紙產(chǎn)品施膠的方法，該方法包括(a)從紙漿淤漿形成纖維質(zhì)片，和(b)采用本發(fā)明的施膠組合物處理纖維質(zhì)片的表面。在足夠高的數(shù)量下將本發(fā)明的施膠組合物加入到纖維質(zhì)基材的表面，該足夠高的數(shù)量以向獲得的紙產(chǎn)品賦予有用的施膠性能?？梢杂赡軌?qū)崿F(xiàn)施膠組合物吸附到纖維質(zhì)基材表面上的任何方式，將施膠組合物加入到纖維質(zhì)基材中。以依賴(lài)于表面施加的淀粉拾取量的數(shù)量，施膠組合物滲透入纖維質(zhì)基材中。在一個(gè)實(shí)施方案中，施膠組合物可以施加到未漂白的牛皮紙或含木紙上。將施膠組合物優(yōu)選就地制備和在它制備之后很快使用。
在一個(gè)實(shí)施方案中，在至少約0.1磅/噸，或約0.1-約10磅/噸，或約0.5-約5磅/噸，或優(yōu)選約0.5-約3.0磅/噸的烯基琥珀酸酐組分劑量(磅/噸干燥紙，磅/噸)下，將施膠組合物施加到形成的纖網(wǎng)表面。用于制備板紙產(chǎn)品的烯基琥珀酸酐組分的特別有利劑量為約1.5-約3.0，優(yōu)選約1.5-約2.5磅/噸干燥紙。用于制備高級(jí)紙產(chǎn)品的特別有利劑量為約0.1-約5磅/噸干燥紙，或約0.5-約2.0磅/噸，或優(yōu)選約0.5-約1.5磅/噸干燥紙。用于制備新聞紙產(chǎn)品的特別有利劑量為約0.1-約5磅/噸，約0.1-約3或約0.1-約1.5磅/噸干燥紙。其它合適的范圍可以為約0.1-約1.0，優(yōu)選約0.2-約0.7磅/噸干燥紙。
以重量百分比說(shuō)明，烯基琥珀酸酐組分在纖維質(zhì)基材中的數(shù)量可以為至少約0.005wt％和可以為約0.005-約1wt％，基于生產(chǎn)的纖維質(zhì)基材的重量，或在相同基礎(chǔ)上優(yōu)選約0.025-約0.5wt％。
使用施膠組合物所處的溫度通常低于約190°F(約88℃)，和可以為約40°F-約190°F(4℃-約88℃)，或約140-約160°F(60-約71℃)。其中使用施膠組合物的pH條件通常為約4.5-約9，或約7-約8。
采用本發(fā)明施膠組合物處理的纖維質(zhì)基材獲得對(duì)于它的預(yù)計(jì)用途適當(dāng)?shù)氖┠z性能。通常，采用此施膠組合物制備的高級(jí)紙產(chǎn)品會(huì)顯示如下的施膠性能至少20秒的油墨拒滲(penetration holdout)，如在TAPPI標(biāo)準(zhǔn)方法T530 om96中所述，優(yōu)選約20-約500秒，或優(yōu)選約50-約200秒。
對(duì)于紙板產(chǎn)品，依賴(lài)于生產(chǎn)的紙板的最終用途，施膠組合物能夠?qū)⒓埌謇w維質(zhì)基材施膠，使得獲得的紙產(chǎn)品顯示約50-約120克/平方米的Cobb施膠值(基于2分鐘試驗(yàn))。Cobb施膠是使用如在TAPPI方法T441om98中所述的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備和操作過(guò)程，以預(yù)說(shuō)明數(shù)量的時(shí)間(在此情況下2分鐘)內(nèi)吸附入紙板或紙樣品表面中的液體，通常為水的數(shù)量的量度。或者，采用施膠組合物制備的紙板紙產(chǎn)品可顯示約30-約120gsm，或優(yōu)選約50-約80gsm的Cobb施膠值。
對(duì)于高級(jí)紙產(chǎn)品，施膠組合物能夠?qū)⒗w維質(zhì)基材施膠，使得獲得的紙產(chǎn)品顯示約18-約40gsm的Cobb施膠值(基于1分鐘)?；蛘撸蕾?lài)于高級(jí)紙的品級(jí)，本發(fā)明可賦予從20秒Hercules膠料試驗(yàn)(HST，也稱(chēng)為″TAPPI 530″，1％甲酸，80％反射率)到500秒的耐滲透性。
對(duì)于新聞紙產(chǎn)品，施膠組合物能夠?qū)⒗w維質(zhì)基材施膠，和生產(chǎn)出一種獲得的紙產(chǎn)品，依賴(lài)于制備的公開(kāi)品級(jí)的最終用途，獲得的紙產(chǎn)品顯示約10-約100秒的施膠性能，該性能由水滴試驗(yàn)(基于5μL水滴尺寸)測(cè)量。水滴試驗(yàn)是在新聞紙應(yīng)用中通常使用的試驗(yàn)，其中測(cè)量水滴滲透入纖維質(zhì)基材的時(shí)間。
采用本發(fā)明施膠組合物制備的紙產(chǎn)品也可以包含經(jīng)內(nèi)部加入的施膠劑，使得對(duì)于良好的壓膠劑運(yùn)行性能，預(yù)壓膠劑施膠在任何地方都具有約2-約10秒的HST。
當(dāng)期望實(shí)施其中將某種施膠劑加入到濕端的方法時(shí)，將濕端施膠劑組分加入到紙漿淤漿中和從淤漿形成纖維質(zhì)片。然后將纖維質(zhì)片采用本發(fā)明的施膠組合物處理和將纖維質(zhì)基材施膠。
濕端施膠劑組分可包括用于濕端中的任何施膠劑，如松香或松香乳液和，包括相信能夠由與纖維素的羥基的反應(yīng)形成共價(jià)化學(xué)鍵的那些膠料。用于濕端施膠劑組分中的合適膠料包括烯酮二聚體和多聚體、烯基琥珀酸酐、含有約12-22個(gè)碳原子的有機(jī)環(huán)氧化物、含有約12-22個(gè)碳原子的酰鹵、源自含有約12-22個(gè)碳原子的脂肪酸的脂肪酸酐和含有約12-22個(gè)碳原子的有機(jī)異氰酸酯。烯酮二聚體和多聚體是已知的并描述于U.S.Pat.No.6,162,328，該文獻(xiàn)在此全文引入。
在一個(gè)實(shí)施方案中，濕端施膠劑組分包含陽(yáng)離子組分。合適的陽(yáng)離子型淀粉包括典型地用于濕端中的那些淀粉。在另一個(gè)實(shí)施方案中，濕端施膠劑組分包含陽(yáng)離子聚合物和烯基琥珀酸酐。在另一個(gè)實(shí)施方案中，濕端施膠組分可以是用于制備本發(fā)明施膠組合物的乳液。在此實(shí)施方案中，通常會(huì)用于制備本發(fā)明施膠組合物的某種乳液預(yù)備用作濕端施膠組分。當(dāng)將纖維素反應(yīng)性施膠劑加入到濕端和本發(fā)明的施膠組合物用于表面處理纖維質(zhì)基材時(shí)，(i)在濕端施加的施膠劑對(duì)(ii)在施膠組合物中的烯基琥珀酸酐組分的重量比優(yōu)選小于約1∶1，或優(yōu)選小于約0.5∶1。
申請(qǐng)人不理解如下現(xiàn)象盡管將本發(fā)明的施膠組合物經(jīng)歷引起烯基琥珀酸酐快速水解的條件，施膠組合物向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。不受理論約束，相信充分稀釋了烯基琥珀酸酐組分，以使施膠組合物能夠賦予有用的乳化和穩(wěn)定化性能。
本發(fā)明降低或消除了在濕端使用的施膠劑數(shù)量，和由此降低或消除了與已知能引起造紙機(jī)清潔度問(wèn)題的其它化學(xué)添加劑和配料組分的濕端相互作用。在一個(gè)實(shí)施方案中，在濕端施膠劑組分中的烯基琥珀酸酐是操作周期期間使用的總烯基琥珀酸酐的50％或更小。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在濕端中烯基琥珀酸酐的存在數(shù)量是操作周期期間使用的總纖維素反應(yīng)性施膠劑的40％或更小，或30％或小于20％或小于10％。
包含在施膠組合物中的烯基琥珀酸酐組分，當(dāng)施加到纖維質(zhì)基材的表面時(shí)，以與當(dāng)將烯基琥珀酸酐加入到紙漿淤漿時(shí)相比更高的水平保留在纖維質(zhì)基材中。
本發(fā)明也使它的用戶(hù)能通過(guò)使用更少的施膠劑生產(chǎn)與通常由已知方法生產(chǎn)的相同數(shù)量的紙。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明使用小于50％或比在常規(guī)工藝中使用的少約70-約30％的施膠劑和仍然生產(chǎn)出相同數(shù)量的紙而沒(méi)有出現(xiàn)采用已知施膠工藝通常遇到的問(wèn)題。本發(fā)明也提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)使它的用戶(hù)能夠使用更少數(shù)量的烯基琥珀酸酐而不犧牲在工廠(chǎng)生產(chǎn)的紙的質(zhì)量或數(shù)量。
由于避免采用常規(guī)施膠方法通常遇到的問(wèn)題和通過(guò)直接處理纖維質(zhì)基材獲得更高的膠料保留，所以造紙業(yè)者這樣可以使用與比他們常規(guī)使用的更少的施膠劑生產(chǎn)更多的紙。本發(fā)明允許造紙業(yè)者運(yùn)行造紙機(jī)達(dá)更長(zhǎng)的時(shí)間而沒(méi)有出現(xiàn)采用通常施膠組合物通常遇到的問(wèn)題，如與運(yùn)行性能有關(guān)的問(wèn)題，沉積物形成，或紙產(chǎn)品的不一致質(zhì)量。本發(fā)明例如允許造紙機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)的時(shí)間而沒(méi)有壓膠劑或砑光機(jī)組的可見(jiàn)沉積。
本發(fā)明主要涉及目前優(yōu)選的實(shí)施方案，其中采用包含烯基琥珀酸酐組分的乳液制備本發(fā)明的施膠組合物。然而，本發(fā)明也包括一些實(shí)施方案，其中采用烯基琥珀酸酐組分以外的纖維素反應(yīng)性試劑制備乳液。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，可以采用包含選自如下的乳化纖維素反應(yīng)性試劑的乳液制備施膠組合物異氰酸酯、烷基烯酮二聚體(AKD)和酸酐。
同樣，在一個(gè)實(shí)施方案中，可以采用AKD代替ASA制備和實(shí)施本發(fā)明。在此使用的術(shù)語(yǔ)″AKD″表示具有由本領(lǐng)域技術(shù)人員接受的化學(xué)結(jié)構(gòu)的形成為二聚體的烷基和烯基烯酮，其中AKD包含疏水性基團(tuán)，該疏水性基團(tuán)包含多于約4個(gè)碳原子和選自以上定義的烷基、烯基、芳烷基或芳烯基。優(yōu)選，每種烴基獨(dú)立地是包含約4個(gè)碳原子-約36個(gè)碳原子的疏水性基團(tuán)。AKD施膠劑詳細(xì)描述于幾篇參考文獻(xiàn)，例如美國(guó)專(zhuān)利3,992,345和5,510,003；J.W.Davis等人，TAPPI 39(1)，21(1956)；和R.E.Cates等人，″烷基烯酮二聚體膠料″，紙的施膠(The Sizing ofPaper)中的第2章，第2版，W.F.Reynolds，編者，Tappi出版社，1989，第33-50頁(yè)?？捎糜诒景l(fā)明中的AKD施膠劑的具體例子包括但不限于辛基烯酮二聚體、癸基烯酮二聚體、十二烷基烯酮二聚體、十四烷基烯酮二聚體、十六烷基烯酮二聚體、十八烷基烯酮二聚體、二十烷基烯酮二聚體、二十二烷基烯酮二聚體、二十四烷基烯酮二聚體和由已知方法從有機(jī)酸和脂肪酸的天然存在混合物制備的那些，如在以下物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的那些棕櫚油酸、油酸、蓖麻油酸、亞油酸、亞麻酸、椰油、棕櫚油、橄欖油和花生油。也可以使用任何這樣酸的混合物。優(yōu)選的AKD施膠劑包括但不限于包括至少一個(gè)烷基或烯基的那些，該烷基或烯基包括約8-約36個(gè)碳原子。更優(yōu)選的AKD施膠劑包括但不限于十六烷基、十八烷基和油基烯酮二聚體。可理解的是，其中使用AKD代替ASA的實(shí)施方案，包含上述ASA的施膠組合物(和制備和使用這些組合物的方法)的描述也可用于其中使用AKD的施膠組合物。因此，當(dāng)術(shù)語(yǔ)″烯基琥珀酸酐″或″ASA″在以上用于描述本發(fā)明時(shí)，術(shù)語(yǔ)″AKD″也可用于代替術(shù)語(yǔ)″烯基琥珀酸酐″或″ASA″。在一個(gè)實(shí)施方案中，AKD排除2-氧雜環(huán)丁烷酮烯酮多聚體。
在以下說(shuō)明性實(shí)施例中進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中除非另外說(shuō)明，所有的份數(shù)和百分比按重量計(jì)。
實(shí)施例材料，試驗(yàn)操作過(guò)程，測(cè)試試驗(yàn)操作過(guò)程紙制備操作過(guò)程用于這些實(shí)施例中的紙從兩個(gè)來(lái)源制備。第一套紙使用中試造紙機(jī)制備。配料由30％精制到420加拿大標(biāo)準(zhǔn)打漿度的漂白軟木牛皮紙和70％精制到350加拿大標(biāo)準(zhǔn)打漿度的漂白硬木牛皮紙組成。制備兩種類(lèi)型的紙。紙A是包含14.9％碳酸鈣(ALBACAR5970，SpecialtyMinerals Inc.)和預(yù)定數(shù)量的加入的內(nèi)部膠料，ASA施膠劑(BAYSIZEI18合成膠料，Bayer Chemicals Corporation)的70g/m2紙片。采用陽(yáng)離子型淀粉(Hi-CatCWS淀粉，Penford)和ASA內(nèi)部膠料在1∶1的重量比(淀粉∶膠料)下使用Ross均化器制備用于內(nèi)部加入而制備的淀粉施膠乳液。在每次制備中使用陰離子聚丙烯酰胺助留劑。
紙B是包含14.9％碳酸鈣(ALBACAR5970)的70g/m2片。此紙不包含內(nèi)部膠料。
第二套紙，紙C，在商業(yè)造紙機(jī)上從混合辦公室廢物制備。此紙的基礎(chǔ)重量是126g/m2。此紙包含7wt％碳酸鈣和沒(méi)有內(nèi)部膠料。
表面施加操作過(guò)程A適當(dāng)?shù)氖┠z組合物用于處理紙樣品?；诮M合物在干燥紙片上的液體拾取量計(jì)算所需的劑量。這通過(guò)如下方式確定測(cè)量在干燥片和已經(jīng)浸入表面處理溶液(和壓擠)的片之間的重量差。將測(cè)試紙切割成合適的尺寸，稱(chēng)重，浸入各種施膠組合物，在12psig的壓力下壓擠，和然后在240°F下干燥35秒。以磅/噸，即磅干燥施膠劑/噸干燥紙計(jì)報(bào)導(dǎo)劑量水平。
表面施加操作過(guò)程B適當(dāng)?shù)募堅(jiān)谥性囋旒垯C(jī)上生產(chǎn)。在壓膠劑處，適當(dāng)?shù)氖┠z組合物用于處理紙。將施膠組合物從運(yùn)行罐送到壓膠劑，其中過(guò)量的材料再循環(huán)到運(yùn)行罐。基于組合物在干燥紙上的液體拾取量計(jì)算所需的劑量。這通過(guò)測(cè)量淀粉溶液在壓膠劑處的體積吸收而確定。然后將紙直接送入第二干燥器工段和在卷軸上卷繞。
表面施加操作過(guò)程C將Werner Mathis實(shí)驗(yàn)室壓膠劑適配應(yīng)用于溢流—輥隙，紙壓膠劑應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室溢流-輥隙壓膠劑由兩個(gè)硬橡膠輥組成。根據(jù)紙的基礎(chǔ)重量調(diào)節(jié)在這兩個(gè)輥之間的輥隙壓力。變化輥的速度以最優(yōu)化拾取量。通過(guò)將通過(guò)包含目標(biāo)壓膠劑液體的輥隙之前和之后的試驗(yàn)片稱(chēng)重而確定壓膠劑溶液的拾取量。然后將試驗(yàn)液體與適當(dāng)數(shù)量的處理溶液一起計(jì)量(基于干燥淀粉拾取量的實(shí)際固體)。將試驗(yàn)溶液加入到輥隙中和將紙樣品通過(guò)輥隙送料。劑量表達(dá)為磅實(shí)際基材/噸干燥紙。將經(jīng)處理的紙樣品立即通過(guò)在240°F下加熱的轉(zhuǎn)鼓干燥器35sec。
ASA乳液制備操作過(guò)程A在家用摻混機(jī)中加入聚合物溶液或淀粉溶液。在低速率下啟動(dòng)摻混機(jī)，和向渦流中引入ASA(BaysizeS 180合成膠料，Bayer ChemicalsCorporation)。在加入完成時(shí)，將速率調(diào)高三分鐘。
處理效力測(cè)試通過(guò)進(jìn)行以下所述的各種測(cè)試中的一些測(cè)定施膠劑和條件的處理效力。以下提供這些測(cè)試的通用操作過(guò)程。在測(cè)試之前將所有的紙樣品在50％相對(duì)濕度和70℃下調(diào)節(jié)24小時(shí)。
測(cè)試A油墨拒滲油墨拒滲使用類(lèi)似于在TAPPI方法T 530 pm-89中所述的方法測(cè)量，區(qū)別在于使用如U.S.Pat.No.5,483,078中所述的儀器。該測(cè)試測(cè)量在接觸油墨的相對(duì)側(cè)面上紙的反射率降低到初始值的80％的時(shí)間(以秒計(jì))。油墨由緩沖到pH7的1.25％Napthol Green B染料組成。假定數(shù)值隨基礎(chǔ)重量的立方變化，對(duì)于紙的基礎(chǔ)重量歸一化測(cè)試數(shù)值。結(jié)果以秒單位表達(dá)。
測(cè)試B超聲衰減測(cè)量此分析技術(shù)記錄在它的一個(gè)面與液體接觸時(shí)，通過(guò)紙樣品傳輸?shù)某曅盘?hào)強(qiáng)度的變化。測(cè)量使用滲透動(dòng)力學(xué)分析儀(PDA)(EmtecElectronic，Gmbh)進(jìn)行。對(duì)于這些實(shí)施例記錄兩個(gè)參數(shù)?！錋-值″對(duì)應(yīng)于液體進(jìn)入紙的吸收，是無(wú)量綱數(shù)和與Cobb值關(guān)聯(lián)(測(cè)試I)。″Max″值是表面疏水性的特征和以秒報(bào)導(dǎo)。典型地，每次處理采用每個(gè)面一次測(cè)試，氈和線(xiàn)，總計(jì)每個(gè)片兩次測(cè)試和每套六次測(cè)試而測(cè)試三張手抄紙。平均化這些數(shù)以提供該套的A-值或Max值。
測(cè)試C水吸收，Cobb測(cè)試此測(cè)試根據(jù)TAPPI測(cè)試方法T441 om-90進(jìn)行。兩分鐘保持時(shí)間。
圖象分析使用裝配有形態(tài)測(cè)量學(xué)應(yīng)用軟件，帶有CCD照相機(jī)的立體放大顯微鏡和環(huán)纖維光學(xué)照明的Optomax Sorcerer圖象分析系統(tǒng)進(jìn)行圖象分析。使用幾種類(lèi)型的測(cè)試。
測(cè)試D黑圖象分析市售噴墨打印機(jī)用于將由粗體，8點(diǎn)，Arial字體組成的幾列字母″H″打印到測(cè)試紙片上。然后測(cè)量四個(gè)字母的面積和平均化以提供″黑字母面積″。較小的字母面積對(duì)應(yīng)于著墨區(qū)域的較小鋪展或芯吸。結(jié)果以mm2單位表達(dá)。
測(cè)試E顏色滲出采用與黑圖象分析中所述相似的方式，通過(guò)測(cè)量在黃色背景上打印的黑字母的面積測(cè)定顏色滲出；必須使用彩色噴墨打印機(jī)。平均化四個(gè)字母的圖象以提供″字母面積″。較小的字母面積對(duì)應(yīng)于著墨區(qū)域的較小鋪展或芯吸。結(jié)果以mm2單位表達(dá)。
測(cè)試F光學(xué)密度將至少1-cm2的實(shí)心黑色區(qū)域打印到要測(cè)試的片上。采用市售X-Rite光譜密度計(jì)測(cè)量打印區(qū)域的光學(xué)密度(OD)。數(shù)值是五次測(cè)量的平均值。數(shù)值是無(wú)量綱的。較高的光學(xué)密度數(shù)值通常指示改進(jìn)的可打印性能。
測(cè)試G調(diào)色劑粘合作用調(diào)色劑粘合測(cè)試測(cè)量將調(diào)色劑打印到紙上的粘合作用。測(cè)試由如下方式進(jìn)行使用市售影印機(jī)將由九個(gè)黑色塊(尺寸1-寸×2-英寸)組成的測(cè)試圖案復(fù)印到樣品片上。然后將樣品沿塊的中心折疊和采用4.5-磅輥輥壓。輕微刷折痕以除去過(guò)量的調(diào)色劑。如在黑圖象分析中那樣使用圖象分析儀以測(cè)量沿折痕產(chǎn)生的白色面積。對(duì)于每次處理進(jìn)行九次測(cè)量。較低的面積值指示較高的調(diào)色劑粘合作用。結(jié)果以mm2單位計(jì)報(bào)導(dǎo)。
測(cè)試H乳液粒度市售光散射粒子分析儀，Horiba LA-300和Horiba LA-700，用于測(cè)定乳液的粒度。結(jié)果報(bào)導(dǎo)為以微米計(jì)的中值粒度。
實(shí)施例1-7實(shí)施例1-7比較用聚合物乳化的ASA的性能與由淀粉乳化的ASA的性能和商業(yè)壓膠劑試劑的性能。
淀粉溶液A淀粉溶液由如下方式制備制備市售表面膠料淀粉(Filmflex60淀粉，Cargill)在去離子水中的15％淀粉固體淤漿，該去離子水已由0.5N HCl或0.5N NaOH調(diào)節(jié)到pH 7.0+/-0.2(因此稱(chēng)為處理水A)和加熱混合物到95℃達(dá)1小時(shí)。
淀粉溶液A1將總計(jì)80份淀粉溶液A加入到320份去離子水中以得到3wt％淀粉溶液(A1)。將此溶液的pH由0.5N HCl或0.5N NaCl調(diào)節(jié)到7.0+/-0.2。
實(shí)施例1通過(guò)混合27.64份25％固體聚合物與317.86份調(diào)節(jié)到pH 4.0的去離子水制備兩性聚丙烯酰胺BaysizeE HS聚合物(Bayer ChemicalsCorporation)的2％固體溶液。
采用此聚合物溶液在1/0.2的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由用345.5份聚合物溶液將34.5份BaysizeS180膠料乳化而制備乳液。這是乳液A1。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A(包含14.9wt％碳酸鈣的70g/m2片)采用2.0份乳液A1和400份淀粉溶液A1的混合物處理。采用此方式，加入0.5磅ASA/噸干燥纖維。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用3.0份乳液A1和400份淀粉溶液的A1的混合物處理。采用此方式，加入0.75磅ASA/噸干燥纖維。
實(shí)施例3通過(guò)混合31.41份22％固體聚合物與314.09份調(diào)節(jié)到pH 4.0的去離子水而制備陰離子聚丙烯酰胺Baystrength85樹(shù)脂(BayerChemicals Corporation)的2％固體溶液。
采用此聚合物溶液在1/0.2的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由用345.5份聚合物溶液將34.5份Baysize S180膠料乳化而制備乳液。這是乳液B1。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用2.0份乳液B1和400份淀粉溶液A1的混合物處理。采用此方式，加入0.5磅ASA/噸干燥纖維。
實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例2的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用3.0份乳液B1和400份淀粉溶液的A1的混合物處理。采用此方式，加入0.75磅ASA/噸干燥纖維。
實(shí)施例5(對(duì)比例)采用淀粉溶液A在1/1的ASA/淀粉固體比例下制備ASA乳液。由7.7份Baysize S 180膠料用51.28份淀粉溶液A和141.02份去離子水乳化，使用家用摻混機(jī)在高速度下90sec而制備乳液。這是乳液C。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A由4.7份乳液C和400份淀粉溶液A1的混合物采用使得加入0.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例6(對(duì)比例)重復(fù)實(shí)施例5的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用7.1份乳液C和400份淀粉溶液A1的混合物處理。采用此方式，加入0.75磅ASA/噸干燥纖維。
實(shí)施例7(對(duì)比例)根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用4.5份表面膠料劑BaysizeSBMP聚合物，苯乙烯-丙烯酸酯乳液(Bayer Chemicals Corporation)和400份淀粉溶液A1的混合物處理。采用此方式，加入3.0磅活性表面膠料劑/噸干燥纖維。
實(shí)施例1-7的總結(jié)對(duì)經(jīng)處理的紙測(cè)量油墨拒滲(測(cè)試A)，黑圖象分析(測(cè)試D)，顏色滲出(測(cè)試E)和光學(xué)密度(測(cè)試F)(實(shí)施例1，2，3，4，5，6，和7)和將其呈現(xiàn)于表1中。
表1
表1中的結(jié)果顯示，與在更高得多的劑量下的常規(guī)表面施膠劑相比，用聚合物乳化的ASA的較低劑量提供顯著更好的施膠(實(shí)施例7)。
這些實(shí)施例顯示，聚合物在本發(fā)明中的使用提供與淀粉制備的組合物等同的性能，但具有與使用上述聚合物有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例8-9實(shí)施例8和9說(shuō)明用聚合物乳化和在中試造紙機(jī)的壓膠劑處施加以處理沒(méi)有經(jīng)內(nèi)部施膠的紙的ASA的性能。沒(méi)有遇到沉積物或運(yùn)行性能的問(wèn)題。
淀粉溶液B根據(jù)淀粉溶液A的制備操作過(guò)程制備15-wt％Filmflex60淀粉溶液，區(qū)別在于自來(lái)水用于此制備。
淀粉溶液B1將總計(jì)3500份淀粉溶液B采用14000份自來(lái)水稀釋以得到3-wt％淀粉溶液。將此溶液的pH采用0.5N HCl或0.5N NaOH調(diào)節(jié)到7.0+/-0.2。
實(shí)施例8采用兩性聚丙烯酰胺Baysize E HS聚合物在1/0.2的ASA/聚合物固體比例下，如在實(shí)施例1中所述制備ASA乳液A1，區(qū)別在于自來(lái)水用于此制備。
將177.8份乳液A1和17500份淀粉溶液B1的混合物加入到乳液進(jìn)行罐。根據(jù)表面施加操作過(guò)程B，將紙B(包含14.9％碳酸鈣和沒(méi)有內(nèi)部膠料的70g/m2片)采用從運(yùn)行罐輸送的乳液處理。采用此方式，加入1.5磅ASA/噸干燥纖維。
實(shí)施例9采用淀粉溶液B在1/1的ASA/淀粉固體比例下制備ASA乳液。將100份Baysize S 180膠料用667份淀粉溶液B和762份自來(lái)水在商業(yè)摻混機(jī)中，在低速度下30sec乳化而制備乳液。淀粉溶液的溫度是36℃。乳液中的ASA濃度是6.5wt％。這是乳液E。
將248.37份乳液E和17500份淀粉溶液B1的混合物加入到乳液運(yùn)行罐中。根據(jù)表面施加操作過(guò)程B，將紙B采用從運(yùn)行罐輸送的乳液，以使得加入1.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例8-9的總結(jié)對(duì)經(jīng)處理的紙測(cè)量油墨拒滲(測(cè)試A)，黑圖象分析(測(cè)試D)，顏色滲出(測(cè)試E)，光學(xué)密度(測(cè)試F)和調(diào)色劑粘合作用(測(cè)試G)和并將其呈現(xiàn)于表2。
表2
在采用兩性聚合物制備的ASA乳液的施加期間，在壓膠劑上沒(méi)有形成可見(jiàn)的沉積物。表2中的結(jié)果顯示，ASA/聚合物乳液在施膠和印刷物質(zhì)量測(cè)試中提供在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)偏差極限之內(nèi)的等同性能。
實(shí)施例10-31這些實(shí)施例展示在乳化工藝期間ASA對(duì)聚合物的比例對(duì)乳液性能的影響。
實(shí)施例10通過(guò)混合4.0份25％固體聚合物與96.0份調(diào)節(jié)到pH 4.0的去離子水而制備兩性聚丙烯酰胺Baysize E HS聚合物(Bayer ChemicalsCorporation)的1％固體溶液。
采用聚合物溶液在1/0.05的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。將20.0份Baysize S 180膠料用100.0份聚合物溶液乳化而制備乳液。通過(guò)混合11.76份乳液與88.24份去離子水而將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液A2。
通過(guò)將7.6份乳液A2加入到150份淀粉溶液A1中而制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C(包含7wt％碳酸鈣和沒(méi)有內(nèi)部膠料的126g/m2片)采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例11重復(fù)實(shí)施例10的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液A2加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例12通過(guò)混合16.0份25％固體聚合物與184.0份調(diào)節(jié)到pH 4.0的去離子水而制備兩性聚丙烯酰胺Baysize E HS聚合物(Bayer ChemicalsCorporation)的2％固體溶液。
采用聚合物溶液在1/0.1的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。將20.0份Baysize S 180膠料用100.0份聚合物溶液乳化而制備乳液。通過(guò)混合11.76份乳液與88.24份去離子水而將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液A3。
通過(guò)將7.6份乳液A3加入到150份淀粉溶液A1中而制備壓膠劑溶液。(淀粉溶液A1的制備描述于實(shí)施例1-7系列中)。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例13重復(fù)實(shí)施例12的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液A3加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例14如在實(shí)施例12中所述制備制備兩性聚丙烯酰胺Baysize E HS聚合物的2％固體溶液。采用聚合物溶液在1/0.2的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。將10.91份Baysize S 180膠料用109.09份聚合物溶液乳化而制備乳液。通過(guò)混合21.56份乳液與78.44份去離子水而將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液A4。
通過(guò)將7.6份乳液A4加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例15重復(fù)實(shí)施例14的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液A4加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例16如在實(shí)施例12中所述制備兩性聚丙烯酰胺Baysize E HS聚合物的2％固體溶液。采用聚合物溶液在1/0.5的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將4.62份Baysize S 180膠料用115.38份聚合物溶液乳化制備乳液。通過(guò)混合50.91份乳液與49.09份去離子水而將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液A5。通過(guò)將7.6份乳液A5加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例17
重復(fù)實(shí)施例16的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液A5加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例18如在實(shí)施例12中所述制備兩性聚丙烯酰胺Baysize E HS聚合物的2％固體溶液。采用聚合物溶液在1/1的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將2.35份Baysize S 180膠料用117.65份聚合物溶液乳化而制備乳液。在此乳液中的ASA濃度等于1.96wt％。這是乳液A6。
通過(guò)將7.6份乳液A6加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例19重復(fù)實(shí)施例16的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液A6加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例20通過(guò)混合10.0份10％固體聚合物與90.0份調(diào)節(jié)到pH 4.0的去離子水而制備陽(yáng)離子聚丙烯酰胺BaysizeE LS聚合物(Bayer ChemicalsCorporation)的1％固體溶液。
采用聚合物溶液在1/0.05的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將20.0份Baysize S 180膠料用100.0份聚合物溶液乳化而制備乳液。通過(guò)混合11.76份乳液與88.24份去離子水，將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液F1。
通過(guò)將7.6份乳液F1加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例21重復(fù)實(shí)施例20的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液F1加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例22通過(guò)混合24.0份10％固體聚合物與96.0份調(diào)節(jié)到pH 4.0的去離子水制備陽(yáng)離子聚丙烯酰胺Baysize E LS聚合物的2％固體溶液。采用聚合物溶液在1/0.1的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將20.0份Baysize S 180用100.0份聚合物溶液乳化而制備乳液。通過(guò)混合11.76份乳液與88.24份去離子水將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液F2。通過(guò)將7.6份乳液F2加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例23重復(fù)實(shí)施例22的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液F2加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例24如在實(shí)施例22中所述制備陽(yáng)離子聚丙烯酰胺Baysize E LS聚合物的2％固體溶液。采用聚合物溶液在1/0.2的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將10.91份Baysize S 180膠料用109.09份聚合物溶液乳化而制備乳液。通過(guò)混合21.56份乳液與78.44份去離子水，將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液F3。
通過(guò)將7.6份乳液F3加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例25重復(fù)實(shí)施例24的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液F3加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例26如在實(shí)施例22中所述制備陽(yáng)離子聚丙烯酰胺Baysize E LS聚合物的2％固體溶液。采用聚合物溶液在1/0.5的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將4.62份Baysize S 180膠料用115.38份聚合物溶液乳化而制備乳液。通過(guò)混合50.91份乳液與49.09份去離子水，將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液F4。
通過(guò)將7.6份乳液F4加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例27重復(fù)實(shí)施例25的過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液F4加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例28如在實(shí)施例22中所述制備陽(yáng)離子聚丙烯酰胺Baysize E LS聚合物的2％固體溶液。采用聚合物溶液在1/1的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將2.35份Baysize S 180膠料用117.65份聚合物溶液乳化而制備乳液。在此乳液中的ASA濃度等于1.96wt％。這是乳液F5。
通過(guò)將7.6份乳液F5加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例29重復(fù)實(shí)施例28的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液F5加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例30(對(duì)比例)采用淀粉溶液A在1/1的ASA/淀粉固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。(淀粉溶液A的制備描述于實(shí)施例1-7系列中)。由將8.0份Baysize S 180膠料用53.76份淀粉溶液A和138.24份去離子水乳化而制備乳液。通過(guò)混合49.0份乳液與51.0份去離子水，將乳液稀釋到1.96wt％ASA濃度。這是乳液G。
通過(guò)將7.6份乳液G加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程C，將紙C采用壓膠劑溶液以使得加入1.75磅ASA/噸干燥紙的方式處理。
實(shí)施例31(對(duì)比例)重復(fù)實(shí)施例30的操作過(guò)程，區(qū)別在于通過(guò)將8.6份乳液G加入到150份淀粉溶液A1中制備壓膠劑溶液。采用此方式，加入2磅ASA/噸干燥紙。
實(shí)施例10-31的總結(jié)對(duì)經(jīng)處理的紙測(cè)量水吸收(測(cè)試C)，超聲衰減(測(cè)試B)，黑圖象(測(cè)試D)，顏色滲出(測(cè)試E)和光學(xué)密度(測(cè)試F)和將其報(bào)導(dǎo)于表3中。
每種ASA乳液的中值粒度采用Horiba LA 300測(cè)量和包括在表3中。
表3
采用聚合物制備的所有乳液是穩(wěn)定的和具有中值粒度為0.60-1.54微米。采用ASA/聚合物乳液獲得的施膠和印刷物質(zhì)量好于或等于采用ASA/淀粉乳液獲得的施膠和印刷物質(zhì)量。在具有不同ASA對(duì)聚合物比例的乳液之間沒(méi)有性能方面的顯著差別。
實(shí)施例32-45實(shí)施例說(shuō)明ASA用乙烯醇和乙烯基胺的共聚物的乳化。
聚合物H包含12摩爾％乙烯基胺和分子量為80000-140000道爾頓的乙烯醇和乙烯基胺的共聚物。共聚物是在水中的10wt％溶液和具有pH等于4.0。
聚合物K包含6摩爾％乙烯基胺和分子量為80000-140000道爾頓的乙烯醇和乙烯基胺的共聚物。共聚物是在水中的10wt％溶液和具有pH等于4.0。
實(shí)施例32采用聚合物H在1/2的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將2.4份Baysize S 180膠料用48.0份聚合物H和69.6份調(diào)節(jié)到pH 4的去離子水乳化而制備乳液。這是乳液H1。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A(包含14.9％碳酸鈣和內(nèi)部膠料的70g/m2片)采用3.77份乳液H1和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.25磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例33重復(fù)實(shí)施例32的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用7.54份乳液H1和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例34采用聚合物H在1/1的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將4.8份Baysize S 180膠料用48.0份聚合物H和67.2份調(diào)節(jié)到pH 4的去離子水乳化而制備乳液。這是乳液H2。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用1.88份乳液H2和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.25磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例35重復(fù)實(shí)施例34的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用3.77份乳液H2和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例36采用聚合物H在1/0.5的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將4.8份Baysize S 180膠料用24.0份聚合物H和91.2份調(diào)節(jié)到pH 4的去離子水乳化而制備乳液。這是乳液H3。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用1.88份乳液H3和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.25磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例37重復(fù)實(shí)施例36的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用3.77份乳液H3和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例38采用聚合物H在1/0.2的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將4.8份Baysize S 180膠料用9.6份聚合物H和105.6份調(diào)節(jié)到pH 4的去離子水乳化而制備乳液。這是乳液H4。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用1.88份乳液H4和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.25磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例39重復(fù)實(shí)施例38的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用3.77份乳液H4和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例40采用聚合物K在1/1的ASA/聚合物固體比例下，使用乳化操作過(guò)程A制備ASA乳液。由將4.8份Baysize S 180膠料用48.0份聚合物K和67.2份調(diào)節(jié)到pH 4的去離子水乳化而制備乳液。這是乳液K1。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用1.88份乳液K1和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.25磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例41
重復(fù)實(shí)施例40的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用3.77份乳液K1和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例42(對(duì)比例)采用淀粉溶液A在1/1的ASA/淀粉固體比例下制備ASA乳液。由將13.08份Baysize S 180膠料用86.89份淀粉溶液A和99.31份去離子水，使用家用摻混機(jī)在高速下90sec乳化制備乳液。這是乳液L。
根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用1.16份乳液L和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.25磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例43(對(duì)比例)重復(fù)實(shí)施例42的操作過(guò)程，區(qū)別在于將紙A采用2.32份乳液L和400份淀粉溶液A1的混合物以使得加入0.5磅ASA/噸干燥纖維的方式處理。
實(shí)施例44(對(duì)比例)根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用3.37份25.5-wt％表面膠料劑BaysizeS BMP聚合物，苯乙烯—丙烯酸酯乳液(Bayer ChemicalsCorporation)和400份淀粉溶液A1的混合物處理。采用此方式，加入2.0磅活性表面膠料劑/噸干燥纖維。
實(shí)施例45(對(duì)比例)根據(jù)表面施加操作過(guò)程A，將紙A采用4.75份25.5-wt％表面膠料劑BaysizeS BMP聚合物，苯乙烯—丙烯酸酯乳液(Bayer ChemicalsCorporation)和400份淀粉溶液A1的混合物處理。采用此方式，加入4.0磅活性表面膠料劑/噸干燥纖維。
實(shí)施例32-45的總結(jié)對(duì)處理的紙測(cè)量油墨拒滲(測(cè)試A)，黑圖象分析(測(cè)試D)，顏色滲出(測(cè)試E)，和光學(xué)密度(測(cè)試F)(實(shí)施例32-45)和將其呈現(xiàn)于表4中。
乳液的中值粒度采用Horiba LA 300測(cè)量和將其包括在表4中。
表4
采用包含乙烯基胺的聚合物制備的ASA乳液提供與采用淀粉制備的ASA乳液等同或更好的施膠。采用包含乙烯基胺的聚合物制備的ASA乳液提供比商業(yè)表面膠料劑更好的黑圖象和顏色滲出。
總體上，與采用2磅/T的商業(yè)表面施膠劑相比，采用非常小劑量的ASA乳液(0.25磅/t ASA)達(dá)到相似的施膠和印刷物質(zhì)量性能。
盡管已參考其某些優(yōu)選的方案詳細(xì)描述了本發(fā)明，但其它變化是可能的。因此，所附權(quán)利要求書(shū)的主旨和范圍不應(yīng)當(dāng)受限于在此包含的方案的描述。
權(quán)利要求
1.一種含水施膠組合物，其包含(a)一種包含烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物溶液中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分；其中充分稀釋烯基琥珀酸酐組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。
2.權(quán)利要求1的方法，其中聚合物選自乙烯基加成聚合物、縮聚物及其組合。
3.權(quán)利要求1的方法，其中水溶性聚合物以1∶0.05-約1∶1的烯基琥珀酸酐∶水溶性聚合物重量比存在于乳液中。
4.權(quán)利要求1的方法，其中烯基琥珀酸酐組分在含水施膠組合物中存在的數(shù)量為約0.001-5wt％。
5.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中組合物包含選自如下的表面活性劑組分磺基琥珀酸酯或鹽、烷基和芳基胺和伯、仲和叔胺和它們的對(duì)應(yīng)季鹽，脂肪酸、乙氧基化脂肪酸、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、脂肪酯、乙氧基化脂肪酯、乙氧基化甘油三酯、某些乙氧基化羊毛脂、磺化胺、磺化酰胺、乙氧基化聚合物、丙氧基化聚合物、乙氧基化/丙氧基化共聚物、聚乙二醇、磷酸酯、膦酸化脂肪酸乙氧基化物、膦酸化脂肪醇乙氧基化物、烷基磺酸鹽、芳基磺酸鹽、烷基硫酸鹽、芳基硫酸鹽及其組合。
6.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中表面活性劑組分的存在水平為約0.1wt％到約20wt％，基于烯基琥珀酸酐。
7.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中烯基琥珀酸酐粒子的中值粒度為約0.5-約20微米。
8.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中烯基琥珀酸酐組分進(jìn)一步包含數(shù)量為約1-約99％的水解的烯基琥珀酸酐，基于烯基琥珀酸酐的總重量。
9.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中施膠組合物是充分稀釋的，使得當(dāng)施膠組合物處理纖維質(zhì)基材時(shí)，經(jīng)處理的纖維質(zhì)基材的Cobb施膠對(duì)于30分鐘為小于約150gsm或?qū)τ趦煞昼姙榧s100gsm。
10.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中施膠組合物是充分稀釋的，使得如果施膠組合物處理纖維質(zhì)基材，則經(jīng)處理的纖維質(zhì)基材延遲油墨滲透，得到至少十秒的HST值。
11.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中施膠組合物是充分稀釋的，以最小化在約40-約185°F的溫度下施膠組合物的聚結(jié)。
12.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中烯基琥珀酸酐粒子具有單模態(tài)粒子分布。
13.權(quán)利要求1的施膠組合物，其中烯基琥珀酸酐粒子具有雙模態(tài)或多模態(tài)粒子分布。
14.采用權(quán)利要求1的施膠組合物處理的纖維質(zhì)基材。
15.權(quán)利要求14的纖維質(zhì)基材，其中基材是紙板。
16.權(quán)利要求15的纖維質(zhì)基材，其中基于一分鐘，紙板顯示約50-約120克/平方米的Cobb施膠值。
17.權(quán)利要求14的纖維質(zhì)基材，其中基材是高級(jí)紙。
18.權(quán)利要求17的纖維質(zhì)基材，其中基于一分鐘，高級(jí)紙顯示約18-約40g sm的Cobb施膠值。
19.權(quán)利要求14的纖維質(zhì)基材，其中基材選自新聞紙、其它含木紙品級(jí)及其組合。
20.權(quán)利要求18的纖維質(zhì)基材，其中基材是顯示約10-約100秒的施膠性能的新聞紙基材，由水滴試驗(yàn)測(cè)定該施膠性能，基于5μL水滴尺寸。
21.一種制備施膠組合物的方法，其包括如下步驟(a)用含水聚合物溶液乳化非必要地包含表面活性劑的烯基琥珀酸酐組分，由此形成一種乳液，和(b)將該乳液與選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分結(jié)合，和由此形成施膠組合物。
22.權(quán)利要求21的方法，其中聚合物選自乙烯基加成聚合物、縮聚物及其組合。
23.權(quán)利要求21的方法，其中表面活性劑組分的存在水平為約0.1wt％到約20wt％，基于烯基琥珀酸酐。
24.權(quán)利要求21的方法，其中聚合物組分的溫度為約4℃-約66℃。
25.權(quán)利要求21的方法，其中烯基琥珀酸酐組分的溫度為約4℃-約66℃。
26.權(quán)利要求21的方法，其中制備乳液所處的壓力是約1psig-約150psig。
27.權(quán)利要求21的方法，其中制備乳液所處的溫度為約40°F到約185°F。
28.權(quán)利要求21的方法，其中采用入口壓力為至少約1psig的剪切設(shè)備制備乳液。
29.權(quán)利要求21的方法，其中采用入口壓力為約1psig-約25psig的剪切設(shè)備制備乳液。
30.權(quán)利要求21的方法，其中采用出口壓力為約15psig-約160psig的剪切設(shè)備制備乳液。
31.權(quán)利要求21的方法，其中乳液在由選自如下的設(shè)備產(chǎn)生的剪切條件下制備離心泵、靜態(tài)在線(xiàn)混合器、蠕動(dòng)泵、燒杯中的磁力攪拌棒、架空攪拌器及其組合。
32.一種將紙產(chǎn)品施膠的方法，其包括采用含水施膠組合物處理纖維質(zhì)基材表面，該含水施膠組合物包含(a)一種包含烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子，和(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分，使得充分稀釋烯基琥珀酸酐組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。
33.權(quán)利要求32的方法，其中施膠的纖維質(zhì)基材是紙板。
34.權(quán)利要求32的方法，其中基于一分鐘，紙板顯示約50-約120克/平方米的Cobb施膠值。
35.權(quán)利要求32的方法，其中施膠的纖維質(zhì)基材是高級(jí)紙。
36.權(quán)利要求32的方法，其中將施膠組合物加入到水箱中。
37.權(quán)利要求36的方法，其中基于1分鐘，施膠的纖維質(zhì)基材顯示約18-約40gsm的Cobb施膠值。
38.權(quán)利要求32的方法，其中施膠的纖維質(zhì)基材選自新聞紙、其它含木紙品級(jí)及其組合。
39.權(quán)利要求38的方法，其中基材是顯示約10-約100秒的施膠性能的新聞紙，由水滴試驗(yàn)測(cè)定該施膠性能，基于5μL水滴尺寸。
40.權(quán)利要求32的方法，其中約100％的在施膠組合物中的烯基琥珀酸酐保留在纖維質(zhì)基材中。
41.權(quán)利要求32的方法，其中制備第一組分所處的溫度低于約40°F，第二組分所處的溫度為高于約40°F到約200°F，和當(dāng)乳液與第二組分結(jié)合時(shí)加熱乳液。
42.權(quán)利要求32的方法，其中施膠組合物由如下方式制備(a)用(ii)含水聚合物乳化包含(i)烯基琥珀酸酐和，非必要地表面活性劑組分的烯基琥珀酸酐組分；和由此形成含有烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含(i)在含水聚合物中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子；和(b)將該乳液與選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及混合物的第二組分結(jié)合；由此形成施膠組合物。
43.權(quán)利要求42的方法，其中乳液在由選自如下的設(shè)備產(chǎn)生的剪切條件下制備離心泵、靜態(tài)在線(xiàn)混合器、蠕動(dòng)泵、燒杯中的磁力攪拌棒、架空攪拌器及其組合。
44.權(quán)利要求32的方法，其中乳液在高剪切條件下制備。
45.權(quán)利要求32的方法，其中在處理纖維質(zhì)基材表面之前，該方法進(jìn)一步包括采用濕端施膠劑處理纖維質(zhì)片，其中濕端施膠劑組分的存在數(shù)量是使用的總施膠劑的50％或更小。
46.一種含水施膠組合物，其包含(a)在水中懸浮的加熱的第一組分，一種包含烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物溶液中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水、水溶性聚合物及其混合物的第二組分；其中充分稀釋烯基琥珀酸酐組分和第二組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能；和其中施膠組合物的溫度高于約4℃。
47.一種含水施膠組合物，其包含(a)一種包含亞烷基烯酮二聚體組分的乳液，該亞烷基烯酮二聚體組分包含在含水聚合物溶液中懸浮的亞烷基烯酮二聚體粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分；其中充分稀釋亞烷基烯酮二聚體組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含水施膠組合物，該施膠組合物包括(a)一種包含烯基琥珀酸酐組分的乳液，該烯基琥珀酸酐組分包含在含水聚合物中懸浮的烯基琥珀酸酐粒子；(b)選自陽(yáng)離子型淀粉、非離子型淀粉、陰離子型淀粉、水溶性聚合物、水及其混合物的第二組分；使得充分稀釋烯基琥珀酸酐組分，以當(dāng)施膠組合物接觸纖維質(zhì)基材時(shí)，使施膠組合物能夠向纖維質(zhì)基材賦予有用的施膠性能。本發(fā)明也涉及采用這樣的組合物處理的纖維質(zhì)基材以及制備和使用該組合物的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用亞烷基烯酮二聚體代替烯基琥珀酸酐。
文檔編號(hào)D21H17/36GK1726321SQ200380106430
公開(kāi)日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2003年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者L·帕洛斯卡, K·C·迪爾茨, C·R·亨特, M·P·奧圖爾, R·J·普羅沃伯, T·T·朗 申請(qǐng)人:蘭科瑟斯公司