制造紙產品的組合物及方法
【專利說明】制造紙產品的組合物及方法
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年6月22日提交的具有序列號61/663, 317的題為 乂0MP0SITI0NS AND MET冊DS OF MAKINGPA陽R PR0DUCTS(制造紙產品的組合物及方法r 的美國臨時申請的優先權，其通過引用被整體并入本文。
[0003] 戦
[0004] 1.技術領域
[0005] 本實施方案設及紙W及造紙。
[0006] 2.背景
[0007] 紙張通過使紙漿懸浮液脫水、形成均勻的幅(web)并且干燥幅來制造。紙漿懸浮液 常常包含大量的陰離子物質，所述陰離子物質包括小纖維細粉、無機填料、疏水的漸青顆粒 和來自廢紙再循環的污染物。因此，助留(retention)化學品通常被添加至紙漿懸浮液W使 陰離子物質固定至最終的紙張。此外，助留化學品加速紙漿脫水過程，導致更高的紙生產速 率。
[000引廣泛應用的助留程序之一利用高分子量陰離子型絮凝劑和低分子量陽離子型促 凝劑的組合。典型的商業陰離子型絮凝劑是通過反相乳液聚合或通過溶液聚合制備的丙締 酸和丙締酷胺的共聚物。常用的商業促凝劑是:聚（二締丙基二甲基氯化錠），從二甲胺、乙 二胺、W及表氯醇制備的聚胺，明抓，聚氯化侶(PAC)，陽離子淀粉，含乙締胺的共聚物，W及 聚乙締亞胺(PEI)。通常接受的是，促凝劑可W沉積在多種物質的陰離子表面上并且產生陽 離子補下。然后，高分子量陰離子型絮凝劑可W橋接陽離子補下，增強細粉和填料的固定。
[0009] 近來，造紙廠的水系統已經變得始終關閉。此趨勢導致溶解和懸浮的固體比如鹽 和陰離子物質的增加。水化學在助留程序的有效性中發揮主要作用。鹽和陰離子物質常常 干擾紙漿懸浮液中助留化學品和多種物質之間的相互作用，使得減少助留程序的有效性。 此外，助留效率的減少導致進一步增加溶解和懸浮的固體。因此，有對更有效的助留程序的 漸增的需求。
[0010] 乙二醒化的（glyoxalated)聚丙締酷胺(GPAM)是常見的暫時濕強度樹脂。GPAM通 常通過使乙二醒和陽離子型聚丙締酷胺基礎聚合物反應來制備（例如，如在U.S. 3，556， 932、4，605，702和7，828，934中討論的，其中每個通過引用并入本文）dGPAM通常在紙張形成 之前添加在紙漿懸浮液中。在干燥被處理的紙張時，GPAM被相信與紙纖維素形成共價鍵W 增加紙的干強度。由于GPAM與纖維素之間的共價鍵在水中是可逆的，此濕強度可W隨時間 減小。當作為碳酸氨鹽離子存在時，GPAM強度性能還可W受到相對高的抑和高的堿度水平 不利地影響。
[00川本文對已知的方法和組合物的某些優點和缺點的描述不意圖限制本公開內容的 范圍。實際上，本實施方案可W包括上文描述的特征中的某些或全部而不遭受相同缺點。
[0012] 遮述
[0013] 前述事項，提供包括紙、制造紙的方法、組合物等的一個或更多個實施方案。
[0014] 至少一個實施方案提供通過包括用處理組合物處理纖維素纖維或含水紙漿漿體 的方法形成的紙，所述處理組合物包括：陰離子型聚丙締酷胺樹脂和醒官能化的聚合物樹 月旨，其中所述陰離子型聚丙締酷胺樹脂和所述醒官能化的聚合物樹脂的絡合物具有凈陽離 子電荷。
[0015] 至少一個實施方案提供制造紙的方法，所述方法包括：向纖維素纖維或含水紙漿 漿體引入包括陰離子型聚丙締酷胺樹脂和醒官能化的聚合物樹脂的處理組合物，其中所述 陰離子型聚丙締酷胺樹脂和所述醒官能化的聚合物樹脂的絡合物具有凈陽離子電荷。
[0016] 至少一個實施方案提供處理組合物，所述處理組合物包括:包括陰離子型聚丙締 酷胺樹脂和醒官能化的聚合物樹脂的處理組合物，其中所述陰離子型聚丙締酷胺樹脂和所 述醒官能化的聚合物樹脂的絡合物具有凈陽離子電荷。 具體實施方案
[0017] 在詳細描述本公開內容的實施方案之前，應理解的是，除非另有指示，否則本公開 內容不限于特定的材料、試劑、反應材料、制造工藝或類似的，因為運些可W變化。還應理解 的是，本文使用的術語是為了僅僅描述特定實施方案的目的，并且不意圖是限制的。本公開 內容中還有可能的是，步驟可W W其中運在邏輯上是可能的不同順序來執行。
[0018] 在值的范圍被提供的情況下，應理解的是，每個介于該范圍的上限和下限中間的 值(至下限單位的十分之一）（除非上下文另外明確規定）W及在該陳述的范圍中任何其他 陳述的或居中的值都被包括在本公開內容內。運些較小范圍的上下限可W被獨立地包括在 較小范圍內并且也被包括在本公開內容內，服從在所陳述的范圍內的任何被特別地排除的 限制。在所陳述的范圍包括極限中的一個或兩個時，排除那些被包括的極限中的任一個或 兩個的范圍也被包括在本公開內容內。
[0019] 除非另外界定，否則本文使用的所有技術W及科學術語具有本公開內容所屬領域 的普通技術人員所通常理解的相同含義。雖然在本公開內容的實施或測試中還可W使用與 本文描述的方法和材料類似或等效的任何方法和材料，但現在描述優選的方法和材料。
[0020] 在本說明書中引用的所有出版物和專利通過引用被并入本文，如同每個單獨的出 版物或專利被特別地和單獨地表明通過引用被并入一樣，并且通過引用被并入本文W公開 和描述與所引用的出版物相關的方法和/或材料。任何出版物的引用是用于其在申請日之 前的公開內容，并且不應該被解釋為承認本公開內容借助于在先公開內容不享有先于運樣 的出版物的權力。此外，所提供的出版日期可W與可能需要被獨立地證實的實際的出版日 期不同。
[0021] 如在閱讀本公開內容后將對本領域技術人員明顯的是，本文描述和例證的每個單 個的實施方案具有離散的組成部分和特征，所述離散的組成部分和特征可W容易地從任何 其他的若干實施方案的特征中分離或與任何其他的若干實施方案的特征組合而不脫離本 公開內容的范圍或精神。任何敘述的方法可W按照敘述的事件的順序或按照在邏輯上是可 能的任何其他順序進行。
[0022] 除非另有指示，否則本公開內容的實施方案可W利用在本領域技術之內的化學技 術、合成有機化學技術、紙化學技術W及類似的技術。運些技術在文獻中被充分地解釋。
[0023] 實施例被提出W便向本領域的普通技術人員提供關于如何進行方法和使用本文 公開并且要求權利的組合物和化合物的完全的公開內容和描述。已經做出努力W確保關于 數字(例如量、溫度等等）的精確度，但應該解釋某些誤差和偏差。除非另有指示，份數是重 量份數，溫度W°C計，并且壓力是在或接近大氣壓。標準溫度和標準壓力被定義為20°C和1 個大氣壓。
[0024] 必須指出的是，除非上下文另外明確規定，否則如在說明書和所附權利要求中使 用的單數形式"一 (a)"、"一 (an)"和"所述(the)"包括復數指示物。因此，例如，提到的"支撐 物"包括多個支撐物。在本說明書和隨后的權利要求中，可W提到大量的術語和詞組，所述 術語和詞組應該被定義為具有W下的含義，除非相反的意圖是明顯的。
[0025]
[0026] 取代"指的是在指定原子上或在化合物中的任何一個或更多個的氨可W用 來自指示的基團的選擇替換，條件是不超過指定原子的正常化合價并且取代產生穩定的化 合物。
[0027] "丙締酷胺單體"指的是式此C = C(Ri)C(O)NRsRs的單體，其中Ri可W為H或C1-C4燒 基，R2和R3可W獨立地為H、Ci-C4烷基、芳基或芳基烷基。示例性的丙締酷胺單體包括丙締酷 胺和甲基丙締酷胺。
[002引"陰離子型單體"指的是式冊C(O)C(Ra)=C出的單體，其中Ra可W為H、Ci-C4烷基、芳 基或芳基烷基。
[0029] "醒"指的是包含一個或更多個醒(-C冊)基的化合物，其中醒基能夠與如本文描述 的包含氨基或酷胺基的聚合物的氨基或酷胺基反應。示例性的醒可W包括甲醒、多聚甲醒、 戊二醒、乙二醒W及類似的。
[0030] "脂肪族基團"指的是飽和或不飽和、直鏈或支鏈的控基并且包括例如烷基、締基 和烘基。
[0031] "烷基"指的是通過移除單個氨原子從直鏈或支鏈的飽和控衍生的單價基團。示例 性的烷基包括甲基、乙基、正丙基和異丙基、十六烷基、W及類似的。
[0032] "亞烷基"指的是通過移除兩個氨原子從直鏈或支鏈的飽和控衍生的二價基團。示 例性的亞烷基包括亞甲基、亞乙基、亞丙基、W及類似的。
[00削"酷胺堂'和"酷肢'指的是式-C(O)NY化的基團，其中Yi和Y2獨立地選自H、烷基、亞 烷基、芳基和芳基烷基。
[0034] "氨堂'和"肢'指的是式-NY3Y4的基團，其中Y3和Y4獨立地選自H、烷基、亞烷基、芳 基和芳基烷基。
[0035] "芳基"指的是約6個至約10個碳原子的芳香族單環或多環的環體系。芳基用一個 或更多個的C1-C20烷基、亞烷基、烷氧基、或面代烷基任選地取代。示例性的芳基包括苯基或 糞基，或取代的苯基或取代的糞基。
[0036] "芳基烷基"指的是芳基-亞烷基-基團，其中芳基和亞烷基在本文中被定義。示例 性的芳基烷基包括芐基、苯基乙基、苯基丙基、1-糞基甲基、W及類似的。
[0037] "烷氧基"指的是使指示數目的碳原子通過氧橋附接的如上文定義的烷基。示例性 的烷氧基包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正下氧基、仲下氧基、叔下氧基、正戊氧 基和仲戊氧基。
[0038] "面素"指的是氣、氯、漠或艦。
[0039] "紙強度"意指紙材料的性質，并且可W尤其W干強度和/或濕強度來表示。干強度 是由干紙張呈現出的抗張強度，所述干紙張通常在測試之前被調節為處于均勻的濕度和室 溫的條件。濕強度是在測試之前已經用水潤濕的紙張呈現出的抗張強度。
[0040] 如本文所使用，術語"紙"或"紙產品"（運兩個術語被可交換地使用)應被理解為包 括包含紙纖維的片材，并且還可W包含其他材料。合適的紙纖維包括天然纖維和合成纖維， 例如纖維素纖維、造紙中使用的所有種類的木纖維、其他植物纖維比如棉纖維、源自再生紙 的纖維;和合成纖維，比如人造絲、尼龍、玻璃纖維、或聚締控纖維。紙產品可W僅由天然纖 維、僅由合成纖維、或由天然纖維和合成纖維的混合物組成。例如，在紙產品的制備中，紙幅 或紙材料可W用合成纖維比如尼龍或玻璃纖維加固。或紙產品可W用非纖維材料比如塑 料、聚合物、樹脂、或洗液浸潰。如本文所使用，術語"紙幅(paperweb)"和"幅(web)"被理解 為包括正在形成和已經形成的、包含紙纖維的紙張材料、紙和紙材料。紙產品可W為涂覆 的、層壓的或復合紙材料。紙產品可W是漂白的或未漂白的。
[0041] 紙可W包括但不限于:書寫紙和印刷紙(例如，未涂覆的機械紙、涂覆的不含機械 木漿的紙（coated free sheet)、涂覆的機械紙、未涂覆的不含機械木漿的紙、W及類似 的）、工業用紙、所有種類的棉紙、紙板、卡紙板、包裝用紙(例如，未漂白的牛皮紙、漂白的牛 皮紙）、包裝紙、紙膠帶、紙袋、紙布、紙巾、壁紙、地