CN118922600A - 含阴离子多糖促进剂的高分子量gpam - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于强化纸制品的组合物和方法。本发明的组合物包含至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM”)和至少一种阴离子多糖促进剂(″APP”)的组合。本发明的用于制造具有增强干强度性能的纸制品的方法包括向包含纤维素纤维的纤维原料中添加至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM”)；和至少一种阴离子多糖促进剂(″APP”)。

Description

含阴离子多糖促进剂的高分子量GPAM

相关申请

本申请要求于2022年2月14日提交的美国临时申请号63/309，749和于2022年4月7日提交的芬兰申请号FI20225307的优先权，这两个申请的内容全文均以引用方式并入。

技术领域

本发明总体涉及至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)和至少一种阴离子多糖促进剂(″APP″)的组合，用于增强纸和纸板的强度，以及该组合的使用方法。更具体地，本发明涉及向纤维素纤维原料中添加包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM和APP，以形成具有改善的抗拉强度的强化纸制品。

背景技术

在造纸应用中，通常使用强化剂来提供最终纸制品所需的理想特性。这些特性包括干纸和湿纸的抗拉强度。抗拉强度是对制成的纸或纸板制品在力负载下抗断裂性或抗撕裂性的量度。

乙醛酸化聚丙烯酰胺(GPAM)产品广泛应用于造纸工业，常用于提高纸的湿强度和干强度。GPAM通常是通过乙二醛与阳离子聚丙烯酰胺基础聚合物之间的反应制备而成，该阳离子聚丙烯酰胺基础聚合物通常含有丙烯酰胺单体和阳离子单体，诸如DADMAC(例如，如美国专利号3，556，932、4,605，702和7，828,934中所述)。原始GPAM已在美国专利号3，556，932中报道。阳离子聚丙烯酰胺基础聚合物的分子量低于25,000Da，丙烯酰胺与二烯丙基二甲基氯化铵的摩尔比为99∶1至75∶1。美国专利号9328462和美国专利号9506195要求保护GPAM和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的组合，以提高造纸脱水率并增强纸的强度性能。

GPAM是一种常见的临时湿强度树脂。例如，乙醛酸化聚丙烯酰胺可以提高许多家用卫生纸的初始湿强度，这是一种有用的性能，因为家用卫生纸在使用过程中经常与水接触。将乙醛酸化聚丙烯酰胺应用于纸制品还可以提高许多纸板类纸制品的抗压强度和尺寸稳定性。GPAM通常在纸张形成之前添加到纸浆悬浮液中。经过处理的纸张干燥后，GPAM被认为会与纸纤维素形成共价键，从而提高纸的干强度。

然而，反应性强度树脂(诸如GPAM)具有一定的局限性，并且不适合某些纸类。首先，反应性强度树脂提高了纸的湿强度，因为共价键在水中保持完整。高湿强度会造成再制浆和分散困难。要分解高湿强度纸，需要过度的机械力、刺激性化学品或两者兼而有之。如果不希望有湿强度，则必须小心。共价键的形成对环境条件(诸如pH、碱度、无机离子和温度)敏感。造纸机白水是一个相当复杂的系统，可能会妨碍反应性强度树脂的性能。这可能就是为什么关于反应性干强度树脂(诸如GPAM)的性能报告了许多相互矛盾的结果的一个重要原因。

高pH和高碱度水平会对GPAM干强度性能产生不利影响。人们普遍认为，氢氧根离子在热干燥过程中与醛基基团相互作用，使作为强度树脂的GPAM失活。因此，当湿端pH高于8.0、碱度水平高于200ppm或两者兼而有之时，通常不建议使用GPAM。沉淀碳酸钙(PCC)是现代造纸业中最受欢迎的无机填料之一，尤其是用于印刷和书写纸类。PCC显著提高了湿端碱度水平，导致GPAM性能损失。此外，由于PCC是通过再循环印刷和书写纸引入的，因此GPAM对一些再循环纸浆配料无效。

因此，本发明的目的是提供一种用于增强纸或纸板干强度的组合物，该组合物提供了与单独使用GPAM相比的干强度增强。

本申请的另一个目的是提供一种造纸方法，用于制造比单独使用GPAM增强的干强度性能的纸。

本申请公开了采用高分子量阳离子GPAM作为强化剂与阴离子多糖促进剂(″APP″)结合以增强纸制品的干强度的组合物和方法。与其中GPAM基础聚合物的分子量低于50kDa的GPAM/APAM系统相比，新系统表现出了改善的纸的强度性能。本发明的方法满足了造纸工业对于成本有效且高效的强化剂的需求。

发明内容

本公开通常涵盖用于强化纸或纸板的组合物或材料组合。该组合物或组合可包含至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺("GPAM")；和至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)。

本公开还通常涵盖用于制造一种或多种具有增强的强度性能的纸制品的方法。该方法可包括向包含纤维素纤维的纤维原料中添加至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)；和至少一种阴离子多糖促进剂(″APP″)。

具体而言，本文公开的结果表明，高分子量阳离子GPAM和APP的组合可用于增强一种或多种纸制品(任选地为吸收性纸制品)的强度参数和再制浆性能。

本发明制备一种或多种纸制品的方法具有下列一个或多个优点∶(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性(如通过耐破强度测量)；(iii)提高的抗压缩性(如通过STFI压缩测试测量)；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性。

本公开提供了一种用于强化纸或纸板的组合物，任选地水性组合物。在一些实施方案中，该组合物包含至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)；和至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)。在一些实施方案中，高分子量基础聚合物具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量。

本公开还提供了一种材料组合。在一些实施方案中，该组合包含至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺("GPAM″)，任选地水性组合物；和至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)。

在一些实施方案中，高分子量基础聚合物(a)具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量。在一些实施方案中，当将材料(a)和(b)的组合分别地、同时地或作为预混合的组合添加到包含配料组合物的造纸系统或配料组合物中时，该配料组合物包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维，其中(a)和(b)可以以任意顺序添加，并且与未将所述材料(a)和(b)的组合添加到造纸系统或所述配料组合物中时相比，产生增强强度的纸或纸板材料。

在一些实施方案中，至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含下列一种或多种性能∶

a)包含选自1∶99至50∶50和5∶95至20∶80的乙二醛∶基础聚合物的重量比范围；b)通过使乙二醛与所述高分子量基础聚合物反应而获得，其中该高分子量基础聚合物包含丙烯酰胺基共聚物，该共聚物包含中性单体、阳离子单体和任选的阴离子单体，进一步地，其中

i)该中性单体选自含有伯酰胺的单体，这些单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺及它们的任意组合；

ii)该阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(″AETAC″)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵("MAETAC″)、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(″MAPTAC″)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(″APTAC″)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基硫酸铵、二烯丙基二甲基氯化铵("DADMAC″)；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯(″DMAEA″)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(″DMAEA″)、丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酰二甲氨基乙酯盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙氨基乙基丙烯酸酯、二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯；以及二烯丙基二烷基卤化铵，包括但不限于二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵("DADMAC″)及它们的任意组合；并且

iii)该任选的阴离子单体含有选自羧酸、磺酸、膦酸、它们对应的水溶性盐、它们对应的水分散性盐及它们的任意组合的官能团，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺甲磺酸、丙烯酰胺乙磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸及它们对应的碱金属、碱土金属和铵盐及它们的任意组合；

c)能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

d)具有5重量％-60重量％范围的阳离子单体含量百分比、0重量％-50重量％范围的阴离子单体含量百分比，并且其余单体含量为非离子；

e)在pH 8.0时，具有选自0.02meq/g-5meq/g、1meq/g-4meq/g和1.4meq/g-2meq/g范围的阳离子电荷密度范围；

f)以选自以下的方式配制：(i)干粉和(ii)水溶液，该水溶液包含选自1％-15％、2％-10％和4％-8％的GPAM固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；并且

g)当添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，以选自0.2lb/ton-25lb/ton、4lb/ton-12lb/ton和1lb/ton-10lb/ton范围的干纤维的剂量添加。

在一些实施方案中，至少一种阴离子多糖促进剂包含下列一种或多种性能：

a)具有选自10kDa-5000kDa、20kDa-2000kDa和40kDa-1000kDa的重均分子量；

b)包含选自由以下组成的组的阴离子多糖：阴离子淀粉基多糖、阴离子藻酸盐基多糖、阴离子瓜尔胶基多糖、阴离子纤维素基多糖，该阴离子纤维素基多糖包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合；

c)包含羧甲基纤维素(CMC)，任选地为水性形式或干粉形式；

d)具有净阴离子电荷；

e)如通过Mütek电荷滴定法在pH 8.5测量的，具有选自0.1meq/g-10meq/g、

0.5meq/g-7.5meq/g和1meq/g-5meq/g范围的阴离子电荷密度范围；

f)具有选自0.02-2.5、0.3-2.0和0.5-1.8的多糖上的阴离子电荷取代度(DS)；

g)具有选自500-25,000、100-10,000和200-5,000范围的残基的阴离子多糖的聚合度(DP)；

h)以选自以下的方式配制：(i)配制成干粉和(ii)配制成水溶液，该水溶液包含选自0.5％-15％、2％-10％和4％-8％的APP固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；

i)当配制成包含所述阴离子多糖促进剂、任选地2重量％CMC的水溶液时，所述溶液在pH＝7和23℃具有选自至少5cps、至少10cps、至少20cps和5cps-10cps的粘度；并且

.j)当添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，以选自0.1lb/ton-15lb/ton、0.2lb/ton-8lb/ton和0.5lb/ton-6lb/ton范围的干纤维的剂量添加。

在某些实施方案中，(a)和(b)的组合物或组合包含下列一种或多种性能：a)当组合时，以选自以下的方式配制：(i)至少一种干粉(ii)至少一种水溶液；b)当组合时，具有选自1∶20至20∶1、1∶15至15∶1、1∶10至10∶1、10∶1至1∶2和5∶1至3∶1范围的GPAM∶APP(干∶干)的重量比；并且/或者

c)当组合时，具有选自-5meq/g至+5meq/g、0meq/g至+5meq/g和+1meq/g至+3.5meq/g范围的净电荷。

在示例性实施方案中，至少一种阳离子GPAM包含高分子量基础聚合物，该高分子量基础聚合物包含以下物质的共聚物：(i)选自DADMAC、AETAC及它们的组合的阳离子单体；(ii)选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及它们的组合的非离子单体；以及(iii)任选地选自丙烯酸、其对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的阴离子单体，或包含选自丙烯酰胺和DADMAC的阳离子单体，并且任选地所述至少一种阳离子GPAM为水性形式。

在示例性实施方案中，至少一种阴离子多糖促进剂包含阴离子纤维素基多糖，包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合，或者所述至少一种阴离子多糖促进剂包含羧甲基纤维素(CMC)。

在一些示例性实施方案中，该组合物和/或组合任选地包含至少一种阴离子丙烯酰胺基(APAM)促进剂，该促进剂包含丙烯酰胺和丙烯酸、该丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的共聚物。

在示例性实施方案中，当将该组合物或组合添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，产生包含以下一种或多种性能的纸制品：

a)选自干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的GPAM固体百分比；

b)选自干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的阴离子多糖促进剂固体百分比；以及

c)(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性(如通过耐破强度测量)；(iii)提高的抗压缩性(如通过STFI压缩测试测量)；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性。

本发明还提供了一种用于制造纸或纸板的配料组合物，该配料组合物已经用至少一种选自用于强化纸或纸板的组合物和材料组合的强化系统进行处理。在一些实施方案中，配料组合物包含含有纤维素纤维的纤维原料的水性浆料，并且还包含下列一种或多种：

a)纤维素纤维的水性浆料，该纤维素纤维任选地从选自软木纤维、硬木纤维、再循环纤维、精制纤维、工厂损纸纤维、包括但不限于麦草浆的非木质纤维，以及前述任意的混合物的来源获得；

b)选自牛皮纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、来自纸浆、纸和/或纸板生产的工艺水、中性亚硫酸盐半化学(NSSC)纸浆、机械纸浆和前述任意的混合物的纸浆；

c)选自浓浆、用化学水、合成水、白水和/或工艺水稀释的浓浆和稀浆以及前述任意的混合物的原料；

在一些实施方案中，当将至少一种强化系统添加到包含配料组合物的造纸系统和/或配料组合物中时，与未将所述强化系统添加到包含配料组合物的造纸系统或配料组合物中时相比，该至少一种强化系统的量足以改善由所述配料组合物生产的纸或纸板的强度性能。

本公开还通常涵盖用于由包含纤维素纤维的纤维原料制造一种或多种纸制品(任选地一种或多种吸收性纸制品)的造纸方法。在一些实施方案中，该方法包括添加以下物质：

a)至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)，其中所述高分子量基础聚合物具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量；和

b)至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)。

在一些实施方案中，在所述造纸方法期间，(a)和(b)在选自纸制品形成之前、期间和之后的任意时间的一个或多个造纸期间的时间点分别、同时或作为预混合组合添加；并且/或者(a)和(b)分别、同时或作为预混合组合在造纸系统的一个或多个位置添加；并且/或者(a)和(b)可以作为单独的组合物以任意顺序添加，或作为包含(a)和(b)的预混合组合物、任选地水性组合物添加，进一步任选地，其中当(a)和(b)分别添加时，(a)和(b)的添加是同时的或在时间上接近的，例如，(a)和(b)在相隔两小时、一小时、30分钟、10分钟、1分钟或小于1分钟内添加。

在一些实施方案中，至少一种阳离子GPAM和至少一种阴离子多糖促进剂：

a)配制成干聚合物或水溶液，每种溶液具有选自1％-25％、1％-15％、2％-10％和4％-8％范围的固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；

b)在所述方法期间添加以获得选自1∶20至20∶1、1∶15至15∶1、1∶10至10∶1、10∶1至1∶2和5∶1至3∶1范围的GPAM∶APP(干∶干)的重量比；

c)当组合时，具有选自-5meq/g至+5meq/g、0meq/g至+5meq/g和+1meq/g至+3.5meq/g范围的净电荷；

d)在所述方法期间以选自如下添加阳离子GPAM和APP水溶液的方式添加：

(i)同时添加；(ii)以任意顺序依次添加；(iii)一起作为预混合溶液添加；和(iv)它们的任意组合；

e)在所述方法期间以选自如下添加所述阳离子GPAM和APP水溶液的方式添加：(i)在形成所述纸制品之前，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到造纸机湿端的包含纤维素纤维的所述水性纤维原料中；(ii)在形成所述纸制品期间，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到形成的纤维素纤维纸幅中；(iii)在形成所述纸制品之后，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到所述纸制品的一个或多个表面上；和(iv)它们的任意组合；

f)当添加到包含纤维素纤维的所述水性纤维原料中时，添加以获得选自0.2lb/ton-25lb/ton、4lb/ton-12lb/ton和1lb/ton-10lb/ton范围的干纤维的所述至少一种阳离子GPAM的剂量和选自0.1lb/ton-15lb/ton、0.2lb/ton-8lb/ton和

0.5lb/ton-6lb/ton范围的干纤维的所述至少一种阴离子多糖促进剂的剂量；并且/或者

g)在所述方法期间添加，其中添加点包括但不限于在水力碎浆机中，在精炼纸浆之前，在精炼纸浆之后，在扇形泵处，在流浆箱之前，在流浆箱处，通过喷涂、印刷、涂覆和浸渍到纸幅上、到预成型纸上(例如通过槽法施胶)，以及在干燥的纸张上(例如通过喷涂)，及它们的任意组合。

在一些实施方案中，至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含下列一种或多种性能：

a)包含选自1∶99至50∶50和5∶95至20∶80的乙二醛∶基础聚合物的重量比范围；b)通过使乙二醛与所述高分子量基础聚合物反应而获得，其中所述高分子量基础聚合物包含丙烯酰胺基共聚物，该共聚物包含中性单体、阳离子单体和任选的阴离子单体，进一步地，其中

i)该中性单体选自含有伯酰胺的单体，这些单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺及它们的任意组合；

ii)该阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵("AETAC″)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵("MAETAC″)、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵("MAPTAC″)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵("APTAC″)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基硫酸铵、二烯丙基二甲基氯化铵("DADMAC″)；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯("DMAEA″)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯("DMAEA″)、丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酰二甲氨基乙酯盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙氨基乙基丙烯酸酯、二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯；以及二烯丙基二烷基卤化铵，包括但不限于二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵("DADMAC")及它们的任意组合；并且

iii)该任选的阴离子单体含有选自羧酸、磺酸、膦酸、它们对应的水溶性盐、它们对应的水分散性盐及它们的任意组合的官能团，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺甲磺酸、丙烯酰胺乙磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸及它们对应的碱金属、碱土金属和铵盐及它们的任意组合；

c)能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

d)具有5重量％-60重量％范围的阳离子单体含量百分比、0重量％-50重量％范围的阴离子单体含量百分比，并且其余单体含量为非离子；并且/或者e)在pH 8.0时，具有选自0.02meq/g-5meq/g、1meq/g-4meq/g和1.4meq/g-2meq/g范围的阳离子电荷密度范围。

在一些实施方案中，至少一种阴离子多糖促进剂包含下列一种或多种性能：

a)具有选自10kDa-5000kDa、20kDa-2000kDa和40kDa-1000kDa的重均分子量；

b)包含选自由以下组成的组的阴离子多糖：阴离子淀粉基多糖、阴离子藻酸盐基多糖、阴离子瓜尔胶基多糖、阴离子纤维素基多糖，该阴离子纤维素基多糖包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合；或包含羧甲基纤维素(CMC)；

c)具有净阴离子电荷；

d)如通过Mütek电荷滴定法在pH 8.5测量的，具有选自0.1meq/g-10meq/g、0.5meq/g-7.5meq/g和1meq/g-5meq/g范围的阴离子电荷密度范围；

e)具有选自0.02-2.5、0.3-2.0和0.5-1.8的多糖上的阴离子电荷取代度(DS)；

f)具有选自500-25,000、100-10,000和200-5,000范围的阴离子多糖的聚合度(DP)；

g)以选自以下的方式配制：(i)配制成干粉和(ii)配制成水溶液，该水溶液包含选自0.5％-15％、2％-10％和4％-8％的APP固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；并且

h)当配制成包含2重量％CMC的水溶液时，所述溶液在pH＝7和23℃具有选自至少5cps、至少10cps、至少20cps和5cps-20cps的粘度。

在一些实施方案中，包含纤维素纤维的纤维原料包括下列一项或多项：a)包含纤维素纤维的水性浆料，该纤维素纤维从选自软木纤维、硬木纤维、再循环纤维、精制纤维、工厂损纸纤维、包括但不限于麦草浆的非木质纤维，以及前述任意的混合物的来源获得；

b)任选地包含选自牛皮纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、来自纸浆、纸和/或纸板生产的工艺水、中性亚硫酸盐半化学(NSSC)纸浆、机械纸浆和前述任意的混合物的纸浆；

c)任选地包含选自浓浆、用化学水、合成水、白水和/或工艺水稀释的浓浆和稀浆以及前述任意的混合物的原料；并且/或者

d)具有选自3.0-9.0、4.0-8.0和4.5-7.5范围的pH。

在示例性实施方案中，

a)至少一种阳离子GPAM包含高分子量基础聚合物，该高分子量基础聚合物包含以下物质的共聚物：(i)选自DADMAC、AETAC及它们的组合的阳离子单体；(ii)选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及它们的组合的非离子单体；以及(iii)任选地选自丙烯酸、其对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的阴离子单体，或者所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

b)至少一种阴离子多糖促进剂包含阴离子纤维素基多糖，包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合，或者所述至少一种阴离子多糖促进剂包含羧甲基纤维素(CMC)；并且/或者

c)其中该方法任选地包括添加至少一种阴离子丙烯酰胺基(APAM)促进剂，该促进剂包含丙烯酰胺和丙烯酸、该丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的共聚物。

在一些实施方案中，该方法使得形成纸制品。在一些实施方案中，纸制品包含下列一种或多种性能：

a)包含选自干纸重量的0.02％-10％和0.05％-5％范围的所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM的重量百分比；

b)包含选自干纸重量的0.02％-10％和0.05％-5％范围的所述至少一种阴离子多糖促进剂的重量百分比；

c)表现出(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性，如通过耐破强度测量；(iii)提高的抗压缩性，如通过STFI压缩测试测量；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和/或阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性；并且/或者

d)选自下列包含纤维素纸板幅的纸制品，该纸制品任选地主要包括纤维素纤维和纤维基制品，包括但不限于手抄纸、纸板基制品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞箱的衬板、包装纸板类、卫生纸和毛巾类、纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、护垫、失禁内裤、卫生棉条、尿垫、猫砂盒衬垫、咖啡过滤器、空气过滤器、烘干机垫、地板清洁垫、吸水面巾纸、吸水浴室纸巾、餐巾、包装纸、纸板盒、袋纸和其他纸制品等等。

本发明还提供了一种纸制品，该纸制品包含一种或多种组合物或(a)和(b)的组合，用于强化能够通过本文公开的方法获得的纸或纸板。在一些实施方案中，纸制品包含下列一种或多种性能：

a)包含选自干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM的百分比；

b)包含选自干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的所述至少一种阴离子多糖促进剂的百分比；

c)表现出(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性，如通过耐破强度测量；(iii)提高的抗压缩性，如通过STFI压缩测试测量；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和/或阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性；并且/或者

d)选自下列包含纤维素纸板幅的纸制品，该纸制品任选地主要包括纤维素纤维和纤维基制品，包括但不限于手抄纸、纸板基制品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞箱的衬板、包装纸板类、卫生纸和毛巾类、纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、护垫、失禁内裤、卫生棉条、尿垫、猫砂盒衬垫、咖啡过滤器、空气过滤器、烘干机垫、地板清洁垫、吸水面巾纸、吸水浴室纸巾、餐巾、包装纸、纸板盒、袋纸和其他纸制品等等。

具体实施方式

在描述本发明之前，提供以下定义。除非另有说明，否则所有术语均应按照本领域技术人员的理解进行解释。

定义

如本文所使用，单数形式"一(a，an)″和"所述(the)″包含复数参考物，除非上下文另有明确规定。除非另有明确说明，否则本文使用的所有技术和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。

如本文所使用，术语"造纸方法″和"造纸应用″通常指可生产任何形式的纸和/或纸板制品的任何方法。例如，这些方法包括由纸浆制造纸制品，诸如包括形成水性纤维素造纸配料、将配料沥干以形成纸张以及干燥纸张的方法。形成造纸配料、沥干和干燥的步骤可以采用本领域通常已知的任何常规方式进行。在一些情况下，造纸方法和应用可以包括使用一种或多种聚合物溶液，其中所述聚合物溶液可以包含一种或多种阳离子淀粉、一种或多种DPAM、一种或多种CPAM、一种或多种GPAM、一种或多种阴离子干聚丙烯酰胺(ADPAM)和/或一种或多种聚氨基酰胺-表氯醇(PAE)树脂，例如作为纸张强化剂和/或湿强度剂。

如本文所使用，术语"纤维″是指纸或纸板的基本结构单元。

如本文所使用，术语"再循环纤维″和″回收纤维″是指来自零售商店、办公楼、住宅、制造厂等的纸、纸板和纤维废料，在它们已作为消费品通过其最终用途之后。制造废料包括：造纸方法完成后产生的干纸和纸板废料，例如包括：信封切屑、装订边角料以及印刷、裁切、成型和其他加工操作产生的其他纸和纸板废料；袋子、盒子和纸箱制造废料；工厂包装纸和废弃不用的原料；以及从纸和纸板制造商、商家、批发商、经销商、印刷商、加工商或其他方的过时库存中再制浆的成品纸和纸板。具体而言，术语"再循环纤维″包括通过加工纸和其他消费纤维素材料(例如纸、旧瓦楞箱纸板(OCC)、混合办公废料(MOW)、旧杂志(OMG)、未漂白牛皮纸浆、中性亚硫酸盐半化学(NCCS)纸浆和/或机械纸浆)而获得的再循环纤维。再循环纤维的原材料可以选自旧瓦楞箱纸板、混合办公废料、旧新闻纸、旧杂志、双衬牛皮纸及它们的任意混合物。混合废料(MXW)表示再循环纸板(诸如OCC、挂面白纸板和/或折叠箱板纸)和再循环纸(诸如旧新闻纸、旧杂志和/或办公室废纸)的再循环混合物。混合办公废料表示主要包含复印纸、打印纸和胶版纸的再循环纤维材料。双衬牛皮纸表示包含干净、分拣、未印刷的瓦楞纸板纸箱、盒子、纸张或边角料(例如牛皮纸或黄麻衬)的再循环纤维材料。挂面白纸板(WLC)表示多层纸板，其一个或多个纸板层中包含脱墨纤维材料和/或未脱墨再循环纤维材料，这些材料来源于例如OCC、混合办公废料或旧报纸(ONP)。纤维悬浮液中任何这些再循环纤维材料的存在通常都会降低排水和纸的强度，并为该方法提供大量的淀粉、疏水和胶体物质。

如本文所使用，术语″OCC″是指旧瓦楞纸板和/或箱纸板。瓦楞纸箱是指那些材料由三层单独的纸、两层衬纸和夹在它们之间的瓦楞层或波浪层制成的纸箱。棕色纸袋通常与OCC一起被接受用于回收。术语OCC表示再循环纤维材料，其衬纸有测试衬纸、黄麻或牛皮纸，也可能包括双重分拣的旧瓦楞箱纸板(DS OCC)。

如本文所使用，术语″损纸″或″工厂损纸″是指在该造纸方法期间变得仅适合再制浆的纸，例如边角料或不合规格的纸。损纸是从未离开过工厂的再利用材料，不被视为再循环或回收。损纸是一种宝贵的纤维来源，可在工厂内部再循环。

如本文所使用，术语"涂层损纸″是指含有涂层的损纸，这些涂层在纸的制造过程中涂在原纸张上。当损纸中含有这些涂层时，在再循环以恢复纤维价值方面会出现特殊的问题，因为这些涂层会引入一些材料，而这些材料通常不会存在于用于制造原纸张的原始纤维原料中。涂层损纸可能还含有染料和/或其他添加剂。在本申请中，涂层损纸包括表面施胶的、染色的和/或起皱的损纸。

如本文所使用，术语"再循环纤维组合物″通常是指包含再循环纤维素纤维的组合物，通常是其中大部分或全部为再循环纤维的组合物，例如至少40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％。

如本文所使用，术语"纤维悬浮液″应理解为水性悬浮液，其包含纤维(优选再循环纤维)和任选的填料。例如，纤维悬浮液可以包含至少5％、优选10％-30％、更优选11％-19％的矿物填料。矿物填料可以是纸和纸板制造中常规使用的任何填料，诸如研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙、粘土、滑石、石膏、二氧化钛、合成硅酸盐、三水合铝、硫酸钡、氧化镁或它们的任意混合物。

如本文所使用，术语"浆料″通常是指在造纸的原料制备阶段产生或添加的水、溶解的纸浆和任选的其他可溶或不溶组分的混合物。

如本文所使用，术语"配料″或"造纸配料″通常是指用于制造纸或纸板的纤维素纤维、纸浆、可选的填料、染料和水的混合物。

如本文所使用，术语"浓浆"通常是指造纸纸浆和其他材料的混合物，其稠度为约1％至5％。

如本文所使用，术语"稀浆″通常是指造纸纸浆和其他材料的混合物，该混合物在扇形泵中用白水或其他工艺水稀释至稠度低于1％。

如本文所使用，术语"白水″通常是指造纸机系统内的工艺水，尤其是指在纸张形成过程中从纸中排出的水。

如本文所使用，术语"固定″是指物质至少暂时或永久地结合或附着在纤维上。

如本文所使用，术语"絮凝″通常是指纤维在流动的情况下，尤其是在存在助留剂的情况下聚集成束的趋势；该词也指高质量聚合物在悬浮胶体颗粒之间形成桥梁的行为，从而引起强烈的、相对不可逆的聚集。

术语"絮凝剂″通常是指可以桥接中和或促进颗粒凝结成更大团聚体的试剂，通常产生更有效的沉降。絮凝方法通常包括添加絮凝剂，然后混合以促进颗粒之间的碰撞，从而使不稳定的颗粒聚集成更大的颗粒，这些更大的颗粒可以通过重力沉降或通过其他方式(例如离心、过滤)去除。

如本文所使用，术语"聚合物″或"聚合物添加剂″及它们的类似术语以本领域技术人员所理解的通常含义使用，因此可在本文中用于指代或描述可能包含重复单元的大分子(或此类分子的基团)。聚合物可以通过多种方式形成，包括通过聚合单体和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元。除非另有规定，否则聚合物可以包括"均聚物″，该均聚物可以包含基本上相同的重复单元，这些重复单元可以通过例如聚合特定单体来形成。除非另有规定，否则聚合物还可以包括"共聚物″，该共聚物可以包含两种或更多种不同的重复单元，这些重复单元可以通过例如共聚两种或更多种不同的单体和/或通过化学改性前体聚合物的一个或多个重复单元来形成。除非另有规定，否则聚合物或共聚物还可以包括"三元共聚物″，该三元共聚物通常指包含三种或更多种不同重复单元的聚合物。本文讨论的一种或多种聚合物中的任何一种都可以用于任何适用的方法，例如作为强化剂或促进剂。

如本文所使用，术语"单体″通常是指非离子单体、阴离子单体、阳离子单体、两性离子单体、甜菜碱单体和两性离子对单体。

如本文所使用，术语"阴离子单体″可以指在约4.0至约9.0的pH范围内基本上全部或部分(在平衡中)为阴离子的阴离子单体。"阴离子单体″可以在低pH(pH为约2至约6)下呈中性，或者在低pH下为阴离子的阴离子单体。

如本文所使用，术语"阳离子单体″通常是指具有正电荷的单体或在造纸机工艺的正常操作范围内的pH下带正电荷的单体。

如本文所使用，术语"非离子单体″通常是指具有中性电荷的单体。

如本文所使用，术语"乙二醛化百分比″是指阳离子GPAM组合物的聚合物(例如第一基础聚合物和/或第二基础聚合物)中被乙二醛化的丙烯酰胺基单体的百分比。

如本文所使用，术语"GPAM含量″是指阳离子GPAM组合物中的乙二醛化基础聚合物加上游离乙二醛的总和。

如本文所使用，术语″水溶性″通常是指与水完全混溶的聚合物制品。当与过量的水混合时，聚合物制品中的阳离子乳液聚合物优选完全溶解，并且所得聚合物溶液优选不含离散的聚合物颗粒或粒子。

如本文所使用，术语″水溶液″或″溶液″通常是指水与一种或多种完全溶解的水溶性溶质的混合物。该溶液可能是均质的。当与过量的水混合时，聚合物制品中的阳离子乳液聚合物优选完全溶解，并且所得聚合物溶液优选不合离散的聚合物颗粒或粒子。

如本文所使用，术语″水性悬浮液"、"水性浆料″或″浆料"通常是指含有足够大以沉降的不溶性或微溶性固体颗粒的流体的非均相混合物。本发明的悬浮液和浆料还可以包含一定量的固体颗粒，通常称为胶体颗粒，其不能完全沉降或者需要很长时间才能完全沉降。

如本文所使用，术语"聚丙烯酰胺″或"PAM"通常是指包含丙烯酰胺部分的聚合物和共聚物，并且该术语涵盖任何包含丙烯酰胺部分的聚合物或共聚物，例如一种或多种丙烯酰胺(共聚物)聚合物。在一些情况下，PAM可能包含阴离子PAM(APAM)、阳离子PAM(CPAM)和/或磺化PAM(SPAM)。

如本文所使用，术语"乙二醛化聚丙烯酰胺"(″GPAM″)通常是指通过使乙二醛和聚丙烯酰胺基础聚合物反应而获得的聚合物。生产乙二醛化聚丙烯酰胺的方法是本领域已知的。(参见例如美国专利号3，556，932，其首次公开了通过使乙二醛与阳离子聚丙烯酰胺反应而制备的GPAM组合物的合成)。在一些情况下，GPAM的聚丙烯酰胺主链可以结合少量阳离子单体，使得聚合物能够自保留在纤维上。一般来说，GPAM包含在脱水时可以与纤维素共价结合的反应性聚合物。

如本文所使用，术语"GPAM″通常是指阳离子湿强度和/或干强度树脂，包括用于制造防潮纸类(诸如液体包装、餐巾和纸巾)的PAM树脂。带正电荷的树脂静电吸附在带负电荷的细粉和纤维上，从而提高了生产过程的整体效率。术语DPAM是指干燥形式(例如粉末形式)的聚丙烯酰胺；CPAM是指阳离子聚丙烯酰胺；GPAM是指乙二醛化聚丙烯酰胺

如本文所使用，术语"聚-DADMAC″是指聚二烯丙基甲基氯化铵，它是一种完全带电的阳离子聚合物，通常用作阳离子需求滴定的标准。

如本文所使用，术语"促进剂"、"阴离子多糖促进剂"和"APP"通常是指任何能够增强强化施胶剂(例如阳离子GPAM)以强化成品纸制品的能力的阴离子多糖添加剂。促进剂还可以赋予纸制品所需的物理性能，诸如增强的湿强度、干强度和湿衰减。本公开的促进剂包括阴离子PAC"APAM"等。

如本文所使用，术语"CMC″和″羧甲基纤维素″是指羧甲基基团(-CH₂-COOH)与构成纤维素主链的吡喃葡萄糖单体的部分羟基结合的纤维素衍生物。

如本文所使用，术语"zeta电位″是指固体表面暴露于液体时，在靠近该固体表面的流体动力学滑移面上的平均电位。Zeta电位数据为造纸商提供了一种方法来预测配料对添加阳离子或阴离子添加剂的反应。Zeta电位可以很好地预测已知大小和形状的颗粒之间的电排斥力的大小与距离的关系。具有高Zeta电位绝对值(大于正负20mV)的纤维浆料在储存期间很可能保持稳定的分散状态。

如本文所使用，术语″电荷需求″、"聚合物电荷需求″和"PCD″通常是指在聚电解质滴定的当量点处消耗的聚合物(阳离子或阴离子)的量。它基于这样的原理：带相反电荷的聚合物倾向于以1∶1的化学计量相互中和。

如本文所使用，术语"造纸机湿端″或″湿端″通常是指造纸方法中纸的制浆(或漂白)和湿压之间的部分。

如本文所使用，术语″稠度″通常是指原料、浆料或配料中的烘干质量百分比(即，100％*烘干质量/总质量)。

术语″总固体″或"总悬浮固体″在本文中可互换使用，通常指油砂或包含分散体的其他砂中所含悬浮固体的总量或重量。"总固体″或"总悬浮固体″通常不包括溶解固体。

如本文所使用，术语"ppm″是指以每升水溶液或浆料中溶质毫克数为基础的百万分率(例如，mg/L)。

如本文所使用，术语"lbs/ton″或"#/T″表示每吨悬浮固体中添加的材料(例如，添加剂、溶质和/或颗粒)的干质量磅数(例如，每总干吨悬浮固体的AKD重量)。

如本文所使用，术语"kg/t″或"kg/ton″表示每吨浆料、原料和/或配料的干质量(添加剂、溶质和/或颗粒)的千克数。

如本文所使用，短语"重量％″表示配方、溶液或浆料中每干质量固体的添加剂干质量磅数乘以100％。

发明的详细说明

乙醛酸化聚丙烯酰胺(GPAM)通常用于各种纸类以增强干强度和临时湿强度。例如，它可用于提高使用过程中与水接触的许多家用卫生纸的初始湿强度。乙醛酸化聚丙烯酰胺也用于提高许多纸板类纸制品的抗压强度和尺寸稳定性。

阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺是一种众所周知的强度树脂，通常被视为产生干强度的基准。聚丙烯酰胺主链通常包含少量阳离子单体，例如二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)，使得聚合物能够自保留在纤维上。GPAM是在脱水时可以与纤维素共价结合的反应性聚合物。然而，水的加入可以迅速逆转这一反应，导致湿强度的快速衰减。

羧甲基纤维素是由纤维素和一氯乙酸在氢氧化钠存在下生成的。氢氧化钠的作用是将纤维素转化为碱纤维素，碱纤维素可与一氯乙酸接触并发生反应。该反应在纤维素链上引入了羧甲基基团，并且使分子的水合成为可能。由于每个脱水葡萄糖单元具有三个羟基基团，因此CMC的最大DS为3。商业CMC产品的常见DS范围在0.5和1.5之间。

人们早已知道CMC是一种有效的纸的干强度树脂。CMC中既含有羟基基团，又含有羧基基团，可以与纤维素形成氢键，并且有助于提高纸的干强度。然而，CMC是阴离子的，因此在湿端添加时需要阳离子固定助剂才能保留在阴离子纤维素纤维表面上。

本公开通常涵盖用于增强纸或纸板的干强度和/或湿强度的组合物或材料组合。该组合物或组合可包含至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺("GPAM″)；和至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)。

本公开还通常涵盖用于制造一种或多种具有增强的干强度性能的纸制品的方法。该方法可包括向包含纤维素纤维的纤维原料中添加至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)；和至少一种阴离子多糖促进剂(″APP″)。

令人惊讶地发现，高分子量(MW)阳离子GPAM与包含羧甲基纤维素(CMC)的APP的组合提供了与单独使用GPAM以及与阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂结合使用的GPAM相比协同提高的手抄纸干强度。

不受理论的束缚，可以推断，干强度的协同提高可能是由于GPAM1提供的更高聚合度和更高阳离子电荷与阴离子CMC的使用相结合，这起到了保持系统阴离子的zeta电位的作用。这些结果令人惊讶，因为在所有强度测试中，较低剂量水平的CMC表现优于较高剂量水平的APAM。

具体而言，本文公开的结果还表明，高分子量阳离子GPAM和APP的组合可用于增强一种或多种纸制品(任选地为吸收性纸制品)的干强度参数。

本发明制备一种或多种纸制品的方法具有下列一个或多个优点：(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性(如通过耐破强度测量)；(iii)提高的抗压缩性(如通过STFI压缩测试测量)；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性。

本公开提供了一种用于强化纸或纸板的组合物，任选地水性组合物。在一些实施方案中，该组合物包含至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)；和至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)。在一些实施方案中，高分子量基础聚合物具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量。

本公开还提供了一种材料组合。在一些实施方案中，该组合包含至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺("GPAM″)，任选地水性组合物；和至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)，任选地为羧甲基纤维素(CMC)。

在一些实施方案中，高分子量基础聚合物(a)具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量。在一些实施方案中，当将材料(a)和(b)的组合分别地、同时地或作为预混合的组合添加到包含配料组合物的造纸系统或配料组合物中时，该配料组合物包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维，其中(a)和(b)可以以任意顺序添加，并且与未将所述材料(a)和(b)的组合添加到造纸系统或所述配料组合物中时相比，产生增强强度的纸或纸板材料。

在一些实施方案中，至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含下列一种或多种性能：

a)包含选自1∶99至50∶50和5∶95至20∶80的乙二醛∶基础聚合物的重量比范围；b)通过使乙二醛与所述高分子量基础聚合物反应而获得，其中该高分子量基础聚合物包含丙烯酰胺基共聚物，该共聚物包含中性单体、阳离子单体和任选的阴离子单体，进一步地，其中

i)该中性单体选自含有伯酰胺的单体，这些单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺及它们的任意组合；

ii)该阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵("AETAC″)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(″MAETAC″)、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵("MAPTAC′，)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵("APTAC″)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基硫酸铵、二烯丙基二甲基氯化铵(″DADMAC″)；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯("DMAEA″)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯("DMAEA″)、丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酰二甲氨基乙酯盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙氨基乙基丙烯酸酯、二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯；以及二烯丙基二烷基卤化铵，包括但不限于二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵(″DADMAC″)及它们的任意组合；并且

iii)该任选的阴离子单体含有选自羧酸、磺酸、膦酸、它们对应的水溶性盐、它们对应的水分散性盐及它们的任意组合的官能团，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺甲磺酸、丙烯酰胺乙磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸及它们对应的碱金属、碱土金属和铵盐及它们的任意组合；

c)能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

d)具有5重量％-60重量％范围的阳离子单体含量百分比、0重量％-50重量％范围的阴离子单体含量百分比，并且其余单体含量为非离子；

e)在pH 8.0时，具有选自0.02meq/g-5meq/g、1meq/g-4meq/g和1.4meq/g-2meq/g范围的阳离子电荷密度范围；

f)以选自以下的方式配制：(i)干粉和(ii)水溶液，该水溶液包含选自1％-15％、2％-10％和4％-8％的GPAM固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；并且

g)当添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，以选自0.2lb/ton-25lb/ton、4lb/ton-12lb/ton和1lb/ton-10lb/ton范围的干纤维的剂量添加。

在一些实施方案中，至少一种阴离子多糖促进剂包含下列一种或多种性能：

a)具有选自10kDa-5000kDa、20kDa-2000kDa和40kDa-1000kDa的重均分子量；

b)包含选自由以下组成的组的阴离子多糖：阴离子淀粉基多糖、阴离子藻酸盐基多糖、阴离子瓜尔胶基多糖、阴离子纤维素基多糖，所述阴离子纤维素基多糖包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合；

c)包含羧甲基纤维素(CMC)，任选地为水性形式或干粉形式；

d)具有净阴离子电荷；

e)如通过Mütek电荷滴定法在pH 8.5测量的，具有选自0.1meq/g-10meq/g、

0.5meq/g-7.5meq/g和1meq/g-5meq/g范围的阴离子电荷密度范围；

f)具有选自0.02-2.5、0.3-2.0和0.5-1.8的多糖上的阴离子电荷取代度(DS)；

g)具有选自500-25,000、100-10,000和200-5,000范围的残基的阴离子多糖的聚合度(DP)；

h)以选自以下的方式配制：(i)配制成干粉和(ii)配制成水溶液，该水溶液包含选自0.5％-15％、2％-10％和4％-8％的APP固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；

i)当配制成包含所述阴离子多糖促进剂、任选地2重量％CMC的水溶液时，所述溶液在pH＝7和23℃具有选自至少5cps、至少10cps、至少20cps和5cps-10cps的粘度；并且

.j)当添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，以选自0.1lb/ton-15lb/ton、0.2lb/ton-8lb/ton和0.5lb/ton-6lb/ton范围的干纤维的剂量添加。

在某些实施方案中，(a)和(b)的组合物或组合包含下列一种或多种性能：a)当组合时，以选自以下的方式配制：(i)至少一种干粉(ii)至少一种水溶液；

b)当组合时，具有选自1∶20至20∶1、1∶15至15∶1、1∶10至10∶1、10∶1至1∶2和5∶1至3∶1范围的GPAM∶APP(干∶干)的重量比；并且/或者

c)当组合时，具有选自-5meq/g至+5meq/g、0meq/g至+5meq/g和+1meq/g至

+3.5meq/g范围的净电荷。

在示例性实施方案中，至少一种阳离子GPAM包含高分子量基础聚合物，该高分子量基础聚合物包含以下物质的共聚物：(i)选自DADMAC、AETAC及它们的组合的阳离子单体；(ii)选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及它们的组合的非离子单体；以及(iii)任选地选自丙烯酸、其对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的阴离子单体，或包含选自丙烯酰胺和DADMAC的阳离子单体，并且任选地所述至少一种阳离子GPAM为水性形式。

在示例性实施方案中，至少一种阴离子多糖促进剂包含阴离子纤维素基多糖，包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合，或者所述至少一种阴离子多糖促进剂包含羧甲基纤维素(CMC)。

在一些实施方案中，该组合物和/或组合任选地包含至少一种阴离子丙烯酰胺基(APAM)促进剂，该促进剂包含丙烯酰胺和丙烯酸、该丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的共聚物。

在示例性实施方案中，当将该组合物或组合添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，产生包含以下一种或多种性能的纸制品：

a)选自所述干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的GPAM固体百分比；

b)选自所述干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的阴离子多糖促进剂固体百分比；以及

c)(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性(如通过耐破强度测量)；(iii)提高的抗压缩性(如通过STFI压缩测试测量)；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性。

本发明还提供了一种用于制造纸或纸板的配料组合物，该配料组合物已经用至少一种选自用于强化纸或纸板的组合物和材料组合的强化系统进行处理。在一些实施方案中，配料组合物包含含有纤维素纤维的纤维原料的水性浆料，并且还包含下列一种或多种：

a)纤维素纤维的水性浆料，该纤维素纤维任选地从选自软木纤维、硬木纤维、再循环纤维、精制纤维、工厂损纸纤维、包括但不限于麦草浆的非木质纤维，以及前述任意的混合物的来源获得；

b)选自牛皮纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、来自纸浆、纸和/或纸板生产的工艺水、中性亚硫酸盐半化学(NSSC)纸浆、机械纸浆和前述任意的混

合物的纸浆；

c)选自浓浆、用化学水、合成水、白水和/或工艺水稀释的浓浆和稀浆以及前述任意的混合物的原料；

在一些实施方案中，当将至少一种强化系统添加到包含配料组合物的造纸系统和/或配料组合物中时，与未将所述强化系统添加到包含配料组合物的造纸系统或配料组合物中时相比，该至少一种强化系统的量足以改善由所述配料组合物生产的纸或纸板的强度性能。

本公开还通常涵盖用于由包含纤维素纤维的纤维原料制造一种或多种纸制品(任选地一种或多种吸收性纸制品)的造纸方法。在一些实施方案中，该方法包括添加以下物质：

a)至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)，其中所述高分子量基础聚合物具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量；和

b)至少一种阴离子多糖促进剂(″APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)。

在一些实施方案中，在所述造纸方法期间，(a)和(b)在选自纸制品形成之前、期间和之后的任意时间的一个或多个造纸期间的时间点分别、同时或作为预混合组合添加；并且/或者(a)和(b)分别、同时或作为预混合组合在造纸系统的一个或多个位置添加；并且/或者(a)和(b)可以作为单独的组合物以任意顺序添加，或作为包含(a)和(b)的预混合组合物、任选地水性组合物添加，进一步任选地，其中当(a)和(b)分别添加时，(a)和(b)的添加是同时的或在时间上接近的，例如，(a)和(b)在相隔两小时、一小时、30分钟、10分钟、1分钟或小于1分钟内添加。

在一些实施方案中，至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM和至少一种阴离子多糖促进剂：

a)配制成干聚合物或水溶液，每种溶液具有选自1％-25％、1％-15％、2％-10％和4％-8％范围的固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；

b)在所述方法期间添加以获得选自1∶20至20∶1、1∶15至15∶1、1∶10至10∶1、10∶1至1∶2和5∶1至3∶1范围的GPAM∶APP(干∶干)的重量比；

c)当组合时，具有选自-5meq/g至+5meq/g、0meq/g至+5meq/g和+1meq/g至3.5meq/g范围的净电荷；

d)在所述方法期间以选自如下添加阳离子GPAM和APP水溶液的方式添加：

(i)同时添加；(ii)以任意顺序依次添加；(iii)一起作为预混合溶液添加；和(iv)它们的任意组合；

e)在所述方法期间以选自如下添加所述阳离子GPAM和APP水溶液的方式添加：(i)在形成所述纸制品之前，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到造纸机湿端的包含纤维素纤维的所述水性纤维原料中；(ii)在形成所述纸制品期间，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到形成的纤维素纤维纸幅中；(iii)在形成所述纸制品之后，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到所述纸制品的一个或多个表面上；和(iv)它们的任意组合；

f)当添加到包含纤维素纤维的所述水性纤维原料中时，添加以获得选自0.2lb/ton-25lb/ton、4lb/ton-12lb/ton和1lb/ton-10lb/ton范围的干纤维的所述至少一种阳离子GPAM的剂量和选自0.1lb/ton-15lb/ton、0.2lb/ton-8lb/ton和0.5lb/ton-6lb/ton范围的干纤维的所述至少一种阴离子多糖促进剂的剂量；并且/或者

g)在所述方法期间添加，其中添加点包括但不限于在水力碎浆机中，在精炼纸浆之前，在精炼纸浆之后，在扇形泵处，在流浆箱之前，在流浆箱处，通过喷涂、印刷、涂覆和浸渍到纸幅上、到预成型纸上(例如通过槽法施胶)，以及在干燥的纸张上(例如通过喷涂)，及它们的任意组合。

在一些实施方案中，至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含下列一种或多种性能：

a)包含选自1∶99至50∶50和5∶95至20∶80的乙二醛∶基础聚合物的重量比范围；b)通过使乙二醛与所述高分子量基础聚合物反应而获得，其中所述高分子量基础聚合物包含丙烯酰胺基共聚物，该共聚物包含中性单体、阳离子单体和任选的阴离子单体，进一步地，其中

i)该中性单体选自含有伯酰胺的单体，这些单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺及它们的任意组合；

ii)该阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵("AETAC″)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵("MAETAC″)、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵("MAPTAC″)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵("APTAC″)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基硫酸铵、二烯丙基二甲基氯化铵("DADMAC″)；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯("DMAEA″)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯("DMAEA″)、丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酰二甲氨基乙酯盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙氨基乙基丙烯酸酯、二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯；以及二烯丙基二烷基卤化铵，包括但不限于二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵(″DADMAC")及它们的任意组合；并且

iii)该任选的阴离子单体含有选自羧酸、磺酸、膦酸、它们对应的水溶性盐、它们对应的水分散性盐及它们的任意组合的官能团，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺甲磺酸、丙烯酰胺乙磺酸、2-羟基-

3-丙烯酰胺丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸及它们对应的碱金属、碱土金属和铵盐及它们的任意组合；

c)能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

d)具有5重量％-60重量％范围的阳离子单体含量百分比、0重量％-50重量％范围的阴离子单体含量百分比，并且其余单体含量为非离子；并且/或者

e)在pH 8.0时，具有选自0.02meq/g-5meq/g、1meq/g-4meq/g和1.4meq/g-2meq/g范围的阳离子电荷密度范围。

在一些实施方案中，至少一种阴离子多糖促进剂包含下列一种或多种性能：

a)具有选自10kDa-5000kDa、20kDa-2000kDa和40kDa-1000kDa的重均分子量；

b)包含选自由以下组成的组的阴离子多糖：阴离子淀粉基多糖、阴离子藻酸盐基多糖、阴离子瓜尔胶基多糖、阴离子纤维素基多糖，该阴离子纤维素基多糖包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合；或包含羧甲基纤维素(CMC)；

c)具有净阴离子电荷；

d)如通过Mütek电荷滴定法在pH 8.5测量的，具有选自0.1meq/g-10meq/g、0.5meq/g-7.5meq/g和1meq/g-5meq/g范围的阴离子电荷密度范围；

e)具有选自0.02-2.5、0.3-2.0和0.5-1.8的多糖上的阴离子电荷取代度(DS)；

f)具有选自500-25,000、100-10,000和200-5,000范围的阴离子多糖的聚合度(DP)；

g)以选自以下的方式配制：(i)配制成干粉和(ii)配制成水溶液，该水溶液包含选自0.5％-15％、2％-10％和4％-8％的APP固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；并且

h)当配制成包含2重量％CMC的水溶液时，所述溶液在pH＝7和23℃具有选自至少5cps、至少10cps、至少20cps和5cps-20cps的粘度。

在一些实施方案中，包含纤维素纤维的纤维原料包括下列一项或多项：a)包含纤维素纤维的水性浆料，该纤维素纤维从选自软木纤维、硬木纤维、再循环纤维、精制纤维、工厂损纸纤维、包括但不限于麦草浆的非木质纤维，以及前述任意的混合物的来源获得；

b)任选地包含选自牛皮纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、来自纸浆、纸和/或纸板生产的工艺水、中性亚硫酸盐半化学(NSSC)纸浆、机械纸浆和前述任意的混合物的纸浆；

c)任选地包含选自浓浆、用化学水、合成水、白水和/或工艺水稀释的浓浆和稀浆以及前述任意的混合物的原料；并且/或者

d)具有选自3.0-9.0、4.0-8.0和4.5-7.5范围的pH。

在示例性实施方案中，

a)至少一种阳离子GPAM包含高分子量基础聚合物，该高分子量基础聚合物包含以下物质的共聚物：(i)选自DADMAC、AETAC及它们的组合的阳离子单体；(ii)选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及它们的组合的非离子单体；以及(iii)任选地选自丙烯酸、其对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的阴离子单体，或者所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

b)至少一种阴离子多糖促进剂包含阴离子纤维素基多糖，包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合，或者所述至少一种阴离子多糖促进剂包含羧甲基纤维素(CMC)；并且/或者

c)其中该方法任选地包括添加至少一种阴离子丙烯酰胺基(APAM)促进剂，该促进剂包含丙烯酰胺和丙烯酸、该丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的共聚物。

在一些实施方案中，该方法使得形成纸制品。在一些实施方案中，纸制品包含下列一种或多种性能：

a)包含选自干纸重量的0.02％-10％和0.05％-5％范围的所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM的重量百分比；

b)包含选自干纸重量的0.02％-10％和0.05％-5％范围的所述至少一种阴离子多糖促进剂的重量百分比；

c)表现出(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性，如通过耐破强度测量；(iii)提高的抗压缩性，如通过STFI压缩测试测量；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和/或阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性；并且/或者

d)选自下列包含纤维素纸板幅的纸制品，该纸制品任选地主要包括纤维素纤维和纤维基制品，包括但不限于手抄纸、纸板基制品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞箱的衬板、包装纸板类、卫生纸和毛巾类、纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、护垫、失禁内裤、卫生棉条、尿垫、猫砂盒衬垫、咖啡过滤器、空气过滤器、烘干机垫、地板清洁垫、吸水面巾纸、吸水浴室纸巾、餐巾、包装纸、纸板盒、袋纸和其他纸制品等等。

本发明还提供了一种纸制品，该纸制品包含一种或多种组合物或(a)和(b)的组合，用于强化能够通过本文公开的方法获得的纸或纸板。在一些实施方案中，纸制品包含下列一种或多种性能：

a)包含选自干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM的百分比；

b)包含选自干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的所述至少一种阴离子多糖促进剂的百分比；

c)表现出(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性，如通过耐破强度测量；(iii)提高的抗压缩性，如通过STFI压缩测试测量；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和/或阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性；并且/或者

d)选自下列包含纤维素纸板幅的纸制品，该纸制品任选地主要包括纤维素纤维和纤维基制品，包括但不限于手抄纸、纸板基制品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞箱的衬板、包装纸板类、卫生纸和毛巾类、纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、护垫、失禁内裤、卫生棉条、尿垫、猫砂盒衬垫、咖啡过滤器、空气过滤器、烘干机垫、地板清洁垫、吸水面巾纸、吸水浴室纸巾、餐巾、包装纸、纸板盒、袋纸和其他纸制品等等。

已经详细描述了本发明，并且在以下实施例中进一步描述本发明。

实施例

以下实施例仅用于说明目的呈现，并不旨在进行限制。

实施例1：使用高分子量阳离子GPAM和APP来强化手抄纸

为了确定包含高分子量(MW)基础聚合物和阴离子多糖促进剂(″APP″)的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺("GPAM")对强化纸或纸板制品的有效性，制备了两个GPAM样品和一个APP即羧甲基纤维素(CMC)，并用于强化手抄纸。

阳离子GPAM和CMC的制备

GPAM1和GPAM2是通过使乙二醛与丙烯酰胺和DADMAC的阳离子基础共聚物反应而制备的，以使乙二醛与基础聚合物的重量比范围达到5∶95至10∶90。GPAM1和GPAM2具有相同的单体组成。使用凝胶渗透色谱法测量聚合物分子量。分子量计算使用基于聚环氧乙烷标准的校准进行。

GPAM1基础聚合物的重均分子量(MW)为250kDa，而GPAM2基础聚合物的重均分子量为10kDa。GPAM1具有较高的电荷密度(+1.7meq/g)和分子量(250kDa)。GPAM2具有较低的电荷密度(+0.35meq/g)和分子量(10kDa)。

阴离子多糖促进剂CMC的负电荷密度为约-2.8meq/g。将CMC配制成2％CMC水溶液，其粘度为60cps，由使用#2锭子的LVT Brookfield粘度计以60rpm在23℃下测量。

为了比较，制备了由丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物组成的阴离子聚丙烯酰胺(APAM)。通过凝胶渗透色谱法测定，APAM含有约10重量％的丙烯酸，并且重均分子量为约300kDa。样品列于表1中。

将GPAM1、GPAM2和APAM样品配制成含有约8重量％固体含量的水溶液。

然后将GPAM、CMC和APAM溶液组合以形成用于手抄纸制备的强化系统。

表1：GPAM、CMC和APAM

手抄纸制备

获得未漂白的牛皮纸浆配料，并且通过用阳离子GPAM1(MW 250kDa)或阳离子GPAM2(MW 10kDa)以0、4、8或12lb/ton的剂量水平处理部分配料来制备本发明的强化系统，其中lb/ton表示配料中每吨固体的干聚合物磅数。然后用剂量水平为0、1、2、3.75或5lb/ton的CMC或剂量水平为0、2、4和8lb/ton的APAM处理所得浆料。在添加聚合物期间，所有浆料都充分混合。混合后，GPAM∶CMC(干∶干)的重量比为约4∶1，并且组合的净电荷为+1meq/g至+3.5meq/g。

还按照下面的添加顺序用6lb/ton的明矾对部分配料进行处理。按照下面的添加顺序，将配料的剩余部分用6lb/ton的明矾和4lb/ton的松香胶进行处理。

对于明矾处理的配料，化学品添加顺序和混合时间总结如下：

-60秒时，添加明矾。

-45秒时，添加GPAM1或GPAM2(如果使用)。

-30秒时，添加CMC或APAM(如果使用)。

0秒时，停止搅拌器并制作手抄纸。

对于明矾和松香胶处理的配料，化学品添加顺序和混合时间总结如下：

-60秒时，添加GPAM1或GPAM2(如果使用)。

-50秒时，添加CMC或APAM(如果使用)。

-35秒时，添加明矾。

-25秒时，添加松香胶。

0秒时，停止搅拌器并制作手抄纸。

按照动态纸张成型机(DSF)的标准手抄纸工艺规程，由处理过的未漂白牛皮纸浆配料制备手抄纸(约175.8g/m²)。对配料进行化学处理后，取出50mL的等分试样来测量溶液电荷，并且使用剩余的配料来制作36克的纸张。采用气动辊压机(设定为15psi)压制纸张，然后进行滚筒干燥(设定为240°F，总干燥时间为200秒)。这些纸张还在设定为105℃的强制通风烘箱中固化5分钟。

测试之前，手抄纸样品至少要在23℃和50％相对湿度的环境下放置过夜。这遵循了"TAPPI T 402om-93：对于纸、纸板、纸浆、手抄纸及相关制品的标准调节和测试环境″的方法。

实施例2：GPAM 1和GPAM 2在强化手抄纸效果方面的比较

为了确定阳离子GPAM的分子量对手抄纸强度的影响，对按照实施例1采用阳离子GPAM1(高MW、高电荷)或GPAM2(低MW、低电荷)与本发明的阴离子多糖促进剂、CMC或APAM组合制备的手抄纸进行了测试，并以此作为比较的基础。CMC的基本功能是保持系统的Zeta电位为阴离子。Zeta电位是决定颗粒之间电相互作用的参数，较高的值(正或负)可防止絮凝。在添加6lb/ton明矾之前将纸浆的pH调节至约4.9，添加明矾之后pH为约4.7。电导率为约1000μS/cm。

对手抄纸进行了测试，以确定其抗压强度(如通过横向(CD)和纵向(MD)STFI压缩测试(CD STFI和MD STFI)来测量)、耐破强度(耐破度)、横向干抗拉强度(CD DT)、横向和纵向撕裂强度(CD撕裂和MD撕裂)，如下所述。

STFI压缩(CD STFI、MD STFI)

采用STFI压缩测试来确定手抄纸的抗压强度。将试样放置在两个夹具中，夹具相互挤压，直至发生压缩破坏。测量并报告导致破坏的最大力，单位为磅力/英寸(lb/in)。该值越高，纸或纸板的抗压强度越高。该测试遵循TAPPI测试方法826pm-92：箱纸板的短跨距抗压强度。使用Lorentzen&Wettre(L&W)抗压强度测试仪STFI在每种条件下对CD进行了十六次测量，对MD进行了十二次测量，并且报告了平均值。结果根据175.8g/m²的基础重量归一化。

耐破强度(耐破度)

耐破强度测试被广泛用作多种纸的抗破裂性的量度。该测试被设计用于测量纸和纸制品的耐破强度，耐破强度为4psi至200psi(30kPa至1400kPa)。耐破强度定义为当压力以受控的恒定速率通过橡胶隔膜增加到直径为1.20英寸(30.5mm)的圆形区域时导致材料破裂所需的静水压力，单位为磅/平方英寸(psi)或千帕斯卡(kPa)。该测试遵循TAPPI测试方法T 403om-10：纸的耐破强度。使用TMI耐破度测试仪型号13-60-00-0001以每种条件进行了十六次测量，并且报告了平均值。数据以psi(磅/平方英寸)为单位记录。耐破度测量值越高，表明纸越坚固。结果根据175.8g/m²的基础重量归一化。

干抗拉强度(CD DT)

通过对样品施加恒定的伸长速率并记录纸和纸板的三个拉伸断裂性能来测量抗拉强度。这三个性能包括：(i)断裂试样所需的每单位宽度的力(抗拉强度)、(ii)断裂时的伸长率(拉伸)和(iii)断裂前试样每单位面积吸收的能量(拉伸能量吸收)。本文仅报告了干抗拉强度测量。该方法适用于所有类型的纸，但不适用于瓦楞纸板。该流程参考TAPPI测试方法T494。在每种条件下对横向进行了十二次测量，并且报告了平均值。结果根据175.8g/m²的基础重量归一化。本研究使用了Thwing-Albert QC3A拉力试验机。

撕裂测试(CD撕裂和MD撕裂)

撕裂测试使用Elmendorf型撕裂测试仪测量撕裂开始后将纸张撕开指定距离所需的垂直于纸平面的力。利用E1mendorf型撕裂测试仪的摆锤将一张或多张样品材料一起撕开固定的距离。撕裂时所做的功通过摆锤势能的损失来测量。校准仪器刻度以指示当将一定数量的纸层一起撕开时施加的平均力(所做功除以撕开的总距离)。对于单张纸，抗撕裂性直接以克为单位进行测量。该测试遵循TAPPI方法T 414om-88：纸的内部抗撕裂性(Elmendorf型测试仪)。使用Thwing-Albert测试仪，在每种条件下对纵向MD进行了八次测量，对横向CD进行了四次测量，并且报告了平均值。

聚合物电荷需求(PCD)

电荷需求是在聚电解质滴定的当量点处消耗的聚合物(阳离子或阴离子)的量。它基于这样的原理：带相反电荷的聚合物倾向于以1∶1的化学计量相互中和。

使用AFG CAS接触电荷分析仪测量溶液阶段的电荷需求。使用100目筛网从经过化学处理的纸浆样品中过滤水溶液。将10.0ml等分试样的过滤后样品放入测量池并且插入探头。该测量池的活塞振荡并且产生高流速。任何吸附在测量池和活塞表面的带电材料都会通过流动与其反离子分离，从而产生流动电流。测量池内的两个电极接收该电流。添加相反电荷的聚电解质(对于阴离子样品为聚DADMAC，对于阳离子样品为PVSK)直至达到电位零点。记录所用滴定剂的量。结果通常以样品的μEq/L表示。

结果示于表2中。

表2：比较GPAM1(高MW、高电荷)和GPAM2(低MW、低电荷)的手抄纸强度测试结果

结果表明，与对照条件(仅6lb/ton明矾)相比，GPAM1和GPAM2改善了手抄纸的强度性能。GPAM1具有更高的电荷密度和更高的分子量，在所有测试模式下，其强度比GPAM2平均提高了4.2％，在特定强度测试中，其强度最高提高了11％。

令人惊讶地发现，与GPAM1与更高剂量的APAM(2lb/ton或4lb/ton)的组合相比，GPAM1与低剂量CMC(1lb/ton或2lb/ton)的组合在所有测试中均提供了协同强度增强。

例如，添加2lb/ton的液态CMC比单独添加8lb/ton的GPAM1提供了平均8.1％的强度增强。相比之下，添加4lb/ton的改善型APAM比单独添加8lb/ton的GPAM1提供了平均3.2％的强度增强。

这些结果有力地表明，与低MW、低电荷的GPAM相比，高MW、高电荷的GPAM提供了更好的干强度增强。此外，这些结果提供了初步的概念证明，即APP(诸如CMC)与高MW、高电荷GPAM的组合在多种测试模式中提供了意想不到的干强度协同增强。

不受理论的束缚，可以推断，干强度的协同提高可能是由于GPAM1提供的更高聚合度和更高阳离子电荷与阴离子CMC的使用相结合，这起到了保持系统阴离子的zeta电位的作用。

在PCD结果中也观察到了意想不到的结果，结果表明，单独使用高剂量GPAM1(8lb/ton)提供了最小的负PCD值。添加CMC(2lb/ton)比添加较高剂量的APAM(4lb/ton)提供了PCD值的更大变化(接近于未处理纸浆的PCD值，例如-76μEq/L)。这些结果令人惊讶，因为在所有强度测试中，较低剂量水平的CMC表现优于较高剂量水平的APAM，同时提供了更接近未处理纸浆的PCD值(-38μEq/L)。

这些结果也有力地表明，较高分子量的GPAM1与CMC促进剂的组合更适合于生产具有增强的强度性能的纸或纸板。

实施例3：添加顺序和松香胶对高剂量GPAM1与CMC强化手抄纸的影响

为了确定添加顺序和松香胶对本发明的高MW阳离子GPAM与APP的组合的强化效果的影响，对按照实施例1制备的手抄纸进行了测试，其中使用高剂量的GPAM1(高MW、高电荷、12lb/ton)与CMC和单独的明矾(在GPAM1和CMC之前添加)的组合，或和明矾与松香胶(在GPAM1和CMC之后添加)的组合。使用APAM作为比较的基础。

在添加6lb/ton明矾之前将纸浆的pH调节至约4.7，添加明矾之后pH为约4.57。电导率为约1000μS/cm

按照实施例2进行测试，分析手抄纸的CD STFI、MD STFI、耐破度、CD DT和MD撕裂。结果示于表3和表4中。

表3：在GPAM1和CMC之前添加明矾的手抄纸强度测试结果

表4：在GPAM1和CMC之后添加明矾和松香胶的手抄纸强度测试结果

结果表明，无论添加顺序如何，GPAM1和CMC的组合对于改善单独使用明矾以及使用明矾和松香胶的手抄纸的干强度特性均有效。

令人惊讶地发现，与单独使用GPAM1相比，添加APAM(4lb/ton)与单独的明矾会导致CD撕裂强度降低。相比之下，与单独使用GPAM1相比，阴离子多糖促进剂CMC在所有测试模式下均提供了等同或改善的手抄纸强度。

这些结果提供了概念证明，即包含高分子量GPAM和APP的用于改善纸强度的本发明系统可以在多种条件下用于多种造纸应用。

Claims (16)

1.一种用于强化纸或纸板的组合物，任选地水性组合物，所述组合物包含：

(a)至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM")；和

(b)至少一种阴离子多糖促进剂("APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)；

其中所述高分子量基础聚合物具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa、或100kDa-5000kDa且含端值的重均分子量。

2.一种材料组合，所述组合包含：

(a)至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)，任选地水性组合物；和

(b)至少一种阴离子多糖促进剂(″APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)；

其中所述高分子量基础聚合物(a)具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量；并且

进一步地，其中当将所述材料(a)和(b)的组合分别地、同时地或作为预混合的组合添加到包含配料组合物的造纸系统或配料组合物中时，所述配料组合物包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维，其中(a)和(b)可以以任意顺序添加，并且与未将所述材料(a)和(b)的组合添加到所述造纸系统或所述配料组合物中时相比，产生增强强度的纸或纸板材料。

3.根据权利要求1或2所述的组合物或组合，其中所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含下列一种或多种性能：

(a)包含选自1：99至50：50和5：95至20：80的乙二醛：基础聚合物的重量比范围；

(b)通过使乙二醛与所述高分子量基础聚合物反应而获得，其中所述高分子量基础聚合物包含丙烯酰胺基共聚物，所述共聚物包含中性单体、阳离子单体和任选的阴离子单体，进一步地，其中

(i)所述中性单体选自含有伯酰胺的单体，所述单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺及它们的任意组合；

(ii)所述阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(″AETAC")、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(″MAETAC")、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(″MAPTAC″)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(″APTAC")、甲基丙烯酰氧乙基二甲基硫酸铵、二烯丙基二甲基氯化铵(″DADMAC")；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯(″DMAEA″)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(″DMAEA″)、丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酰二甲氨基乙酯盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙氨基乙基丙烯酸酯、二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯；以及二烯丙基二烷基卤化铵，包括但不限于二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵(″DADMAC")及它们的任意组合；并且

(iii)所述任选的阴离子单体含有选自羧酸、磺酸、膦酸、它们对应的水溶性盐、它们对应的水分散性盐及它们的任意组合的官能团，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺甲磺酸、丙烯酰胺乙磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸及它们对应的碱金属、碱土金属和铵盐及它们的任意组合；

(c)能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

(d)具有5重量％-60重量％范围的阳离子单体含量百分比、0重量％-50重量％范围的阴离子单体含量百分比，并且其余单体含量为非离子；

(e)在pH 8.0时，具有选自0.02meq/g-5meq/g、1meq/g-4meq/g和1.4meq/g-2meq/g范围的阳离子电荷密度；

(f)以选自以下的方式配制：(i)干粉和(ii)水溶液，所述水溶液包含选自1％-15％、2％-10％和4％-8％的GPAM固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；并且

(g)当添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，以选自0.21b/ton-251b/ton、41b/ton-121b/ton和1lb/ton-10lb/ton范围的干纤维的剂量添加。

4.根据权利要求1、2或3所述的组合物或组合，其中所述至少一种阴离子多糖促进剂包含下列一种或多种性能：

(a)具有选自10kDa-5000kDa、20kDa-2000kDa和40kDa-1000kDa的重均分子量；

(b)包含选自由以下组成的组的阴离子多糖：阴离子淀粉基多糖、阴离子藻酸盐基多糖、阴离子瓜尔胶基多糖、阴离子纤维素基多糖，所述阴离子纤维素基多糖包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合；

(c)包含羧甲基纤维素(CMC)，任选地为水性形式或干粉形式；

(d)具有净阴离子电荷；

(e)如通过Mütek电荷滴定法在pH 8.5测量的，具有选自0.1meq/g-10meq/g、0.5meq/g-7.5meq/g和1meq/g-5meq/g范围的阴离子电荷密度范围；

(f)具有选自0.02-2.5、0.3-2.0和0.5-1.8的多糖上的阴离子电荷取代度(DS)；

(g)具有选自500-25,000、100-10,000和200-5,000范围的残基的阴离子多糖的聚合度(DP)；

(h)以选自以下的方式配制：(i)配制成干粉和(ii)配制成水溶液，所述水溶液包含选自0.5％-15％、2％-10％和4％-8％的APP固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；

(i)当配制成包含所述阴离子多糖促进剂、任选地2重量％CMC的水溶液时，所述溶液在pH＝7和23℃具有选自至少5cps、至少10cps、至少20cps和5cps-10cps的粘度；并且

(j)当添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，以选自0.11b/ton-151b/ton、0.21b/ton-81b/ton和0.51b/ton-61b/ton范围的干纤维的剂量添加。

5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物或组合，其中：

(a)所述组合物或(a)和(b)的组合，当组合时，以选自以下的方式配制：(i)至少一种干粉(ii)至少一种水溶液；

(b)所述组合物或(a)和(b)的组合，当组合时，具有选自1：10至10：1、10：1至1：2和5：1至3：1范围的GPAM：APP(干：干)的重量比；并且

(c)所述组合物或(a)和(b)的组合，当组合时，具有选自-5meq/g至+5meq/g、0meq/g至+5meq/g和+1meq/g至+3.5meq/g范围的净电荷。

6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物或组合，其中：

(a)所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含高分子量基础聚合物，所述高分子量基础聚合物包含以下物质的共聚物：(i)选自DADMAC、AETAC及它们的组合的阳离子单体；(ii)选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及它们的组合的非离子单体；以及(iii)任选地选自丙烯酸、所述丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的阴离子单体，或包含选自丙烯酰胺和DADMAC的阳离子单体，并且任选地所述至少一种阳离子GPAM为水性形式；

(b)所述至少一种阴离子多糖促进剂包含阴离子纤维素基多糖，包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合，或者所述至少一种阴离子多糖促进剂包含羧甲基纤维素(CMC)；并且

(c)其中所述组合物和/或所述组合任选地包含至少一种阴离子丙烯酰胺基(APAM)促进剂，所述促进剂包含丙烯酰胺和丙烯酸、所述丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的共聚物。

7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物或组合，其中当将所述组合物或组合添加到包含用于制造纸或纸板的纤维素纤维的造纸系统或组合物中时，产生包含以下一种或多种性能的纸制品：

(a)选自所述干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的GPAM固体百分比；

(b)选自所述干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的阴离子多糖促进剂固体百分比；以及

(c)(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性(如通过耐破强度测量)；(iii)提高的抗压缩性(如通过STFI压缩测试测量)；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性。

8.一种用于制造纸或纸板的配料组合物，所述配料组合物已经用至少一种强化系统进行处理，所述至少一种强化系统选自所述用于强化纸或纸板的组合物和根据前述权利要求中任一项所述的材料组合，其中所述配料组合物包含含有纤维素纤维的纤维原料的水性浆料，并且还包含下列一种或多种：

(a)纤维素纤维的水性浆料，所述纤维素纤维任选地从选自软木纤维、硬木纤维、再循环纤维、精制纤维、工厂损纸纤维、包括但不限于麦草浆的非木质纤维，以及前述任意的混合物的来源获得；

(b)选自牛皮纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、来自纸浆、纸和/或纸板生产的工艺水、中性亚硫酸盐半化学(NSSC)纸浆、机械纸浆和前述任意的混合物的纸浆；和

(c)选自浓浆、用化学水、合成水、白水和/或工艺水稀释的浓浆和稀浆以及前述任意的混合物的原料；

进一步地，其中当将所述至少一种强化系统添加到包含所述配料组合物的造纸系统和/或所述配料组合物中时，与未将所述强化系统添加到包含所述配料组合物的所述造纸系统或所述配料组合物中时相比，所述至少一种强化系统的量足以改善由所述配料组合物生产的纸或纸板的强度性能。

9.一种造纸方法，所述造纸方法用于由包含纤维素纤维的纤维原料制造一种或多种纸制品，任选地一种或多种吸收性纸制品，其中所述方法包括添加以下物质：

(a)至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子乙二醛化聚丙烯酰胺(″GPAM″)，其中所述高分子量基础聚合物具有选自至少50kDa、至少80kDa、至少100kDa、至少250kDa和100kDa-5000kDa的重均分子量；和

(b)至少一种阴离子多糖促进剂(″APP″)，任选地羧甲基纤维素(CMC)；

其中

在所述造纸方法期间，(a)和(b)在选自所述纸制品形成之前、期间和之后的任意时间的一个或多个造纸期间的时间点分别、同时或作为预混合组合添加；并且/或者

(a)和(b)分别、同时或作为预混合组合在所述造纸系统的一个或多个位置添加；并且/或者

(a)和(b)可以作为单独的组合物以任意顺序添加，或作为包含(a)和(b)的预混合组合物、任选地水性组合物添加，进一步任选地，其中当(a)和(b)分别添加时，所述(a)和(b)的添加是同时的或在时间上接近的，例如，(a)和(b)在间隔两小时、一小时、30分钟、10分钟、1分钟或小于1分钟内添加。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM和所述至少一种阴离子多糖促进剂：

(a)配制成干聚合物或水溶液，每种溶液具有选自1％-25％、1％-15％、2％-10％和4％-8％范围的固体重量百分比，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；

(b)在所述方法期间添加以获得选自1：10至10：1、10：1至1：2和5：1至3：1范围的GPAM：APP(干：干)的重量比；

(c)当组合时，具有选自-5meq/g至+5meq/g、0meq/g至+5meq/g和+1meq/g至+3.5meq/g范围的净电荷；

(d)在所述方法期间以选自如下添加阳离子GPAM和APP水溶液的方式添加：(i)同时添加；(ii)以任意顺序依次添加；(iii)一起作为预混合溶液添加；和(iv)它们的任意组合；

(e)在所述方法期间以选自如下添加所述阳离子GPAM和APP水溶液的方式添加：(i)在形成所述纸制品之前，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到造纸机湿端的包含纤维素纤维的所述水性纤维原料中；(ii)在形成所述纸制品期间，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到形成的纤维素纤维纸幅中；(iii)在形成所述纸制品之后，将所述阳离子GPAM和APP水溶液添加到所述纸制品的一个或多个表面上；和(iv)它们的任意组合；

(f)当添加到包含纤维素纤维的所述水性纤维原料中时，添加以获得选自0.2lb/ton-25lb/ton、0.5lb/ton-12lb/ton和1lb/ton-10lb/ton范围的干纤维的所述至少一种阳离子GPAM的剂量和选自0.1lb/ton-15lb/ton、0.2lb/ton-8lb/ton和0.5lb/ton-6lb/ton范围的干纤维的所述至少一种阴离子多糖促进剂的剂量；并且

(g)在所述方法期间添加，其中添加点包括但不限于在水力碎浆机中，在精炼纸浆之前，在精炼纸浆之后，在扇形泵处，在流浆箱之前，在流浆箱处，通过喷涂、印刷、涂覆和浸渍到纸幅上、到预成型纸上(例如通过槽法施胶)，以及在干燥的纸张上(例如通过喷涂)，及它们的任意组合。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含下列一种或多种性能：

(a)包含选自1：99至50：50和5：95至20：80的乙二醛：基础聚合物的重量比范围；

(b)通过使乙二醛与所述高分子量基础聚合物反应而获得，其中所述高分子量基础聚合物包含丙烯酰胺基共聚物，所述共聚物包含中性单体、阳离子单体和任选的阴离子单体，进一步地，其中

(i)所述中性单体选自含有伯酰胺的单体，所述单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、巴豆酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-丁基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺及它们的任意组合；

(ii)所述阳离子单体选自丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵("AETAC″)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(″MAETAC″)、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵("MAPTAC″)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(″APTAC″)、甲基丙烯酰氧乙基二甲基硫酸铵、二烯丙基二甲基氯化铵(″DADMAC")；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基甲基丙烯酸酯及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯(″DMAEA″)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(″DMAEA″)、丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、丙烯酸二乙氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸甲酯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酰二甲氨基乙酯盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺及它们的季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺盐酸盐、甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸甲酯季盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺盐酸盐、二乙氨基乙基丙烯酸酯、二乙氨基乙基甲基丙烯酸酯；以及二烯丙基二烷基卤化铵，包括但不限于二烯丙基二乙基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵("DADMAC″)及它们的任意组合；并且

(iii)所述任选的阴离子单体含有选自羧酸、磺酸、膦酸、它们对应的水溶性盐、它们对应的水分散性盐及它们的任意组合的官能团，包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺甲磺酸、丙烯酰胺乙磺酸、2-羟基-3-丙烯酰胺丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基膦酸及它们对应的碱金属、碱土金属和铵盐及它们的任意组合；

(c)能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

(d)具有5重量％-60重量％范围的阳离子单体含量百分比、0重量％-50重量％范围的阴离子单体含量百分比，并且其余单体含量为非离子；

(e)在pH 8.0时，具有选自0.02meq/g-5meq/g、1meq/g-4meq/g和1.4meq/g-2meq/g范围的阳离子电荷密度范围。

12.根据权利要求9、10或11所述的方法，其中所述至少一种阴离子多糖促进剂包含下列一种或多种性能：

(a)具有选自10kDa-5000kDa、20kDa-2000kDa和40kDa-1000kDa的重均分子量；

(b)包含选自由以下组成的组的阴离子多糖：阴离子淀粉基多糖、阴离子藻酸盐基多糖、阴离子瓜尔胶基多糖、阴离子纤维素基多糖，所述阴离子纤维素基多糖包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合；或包含羧甲基纤维素(CMC)；

(c)具有净阴离子电荷；

(d)如通过Mütek电荷滴定法在pH 8.5测量的，具有选自0.1meq/g-10meq/g、0.5meq/g-7.5meq/g和1meq/g-5meq/g范围的阴离子电荷密度范围；

(e)具有选自0.02-2.5、0.3-2.0和0.5-1.8的多糖上的阴离子电荷取代度(DS)；

(f)具有选自500-25,000、100-10,000和200-5,000范围的阴离子多糖的聚合度(DP)；

(g)以选自以下的方式配制：(i)配制成干粉和(ii)配制成水溶液，所述水溶液包含选自0.5％-15％、2％-10％和4％-8％的APP固体重量百分比范围，其中所述水溶液在添加到造纸机之前任选地进一步稀释；并且

(h)当配制成包含2重量％CMC的水溶液时，所述溶液在pH＝7和23℃具有选自至少5cps、至少10cps、至少20cps和5cps-20cps的粘度。

13.根据权利要求9、10、11或12所述的方法，其中所述包含纤维素纤维的纤维原料：

(a)包含纤维素纤维的水性浆料，所述纤维素纤维从选自软木纤维、硬木纤维、再循环纤维、精制纤维、工厂损纸纤维、包括但不限于麦草浆的非木质纤维，以及前述任意的混合物的来源获得；

(b)任选地包含选自牛皮纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、来自纸浆、纸和/或纸板生产的工艺水、中性亚硫酸盐半化学(NSSC)纸浆、机械纸浆和前述任意的混合物的纸浆；

(c)任选地包含选自浓浆、用化学水、合成水、白水和/或工艺水稀释的浓浆、稀浆和前述任意的混合物的原料；并且

(d)具有选自3.0-9.0、4.0-8.0和4.5-7.5范围的pH。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其中：

(a)所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM包含高分子量基础聚合物，所述高分子量基础聚合物包含以下物质的共聚物：(i)选自DADMAC、AETAC及它们的组合的阳离子单体；(ii)选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及它们的组合的非离子单体；以及(iii)任选地选自丙烯酸、所述丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的阴离子单体，或者所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM能够通过使乙二醛与由丙烯酰胺和DADMAC组成的阳离子基础共聚物反应而获得，并且任选地为水性形式；

(b)所述至少一种阴离子多糖促进剂包含阴离子纤维素基多糖，包括但不限于羧甲基纤维素(CMC)、氧化纤维素、阴离子纤维素醚及它们的任意组合，或者所述至少一种阴离子多糖促进剂包含羧甲基纤维素(CMC)；并且/或者

(c)其中所述方法任选地包括添加至少一种阴离子丙烯酰胺基(APAM)促进剂，所述促进剂包含丙烯酰胺和丙烯酸、所述丙烯酸对应的水溶性盐、水分散性碱金属盐、碱土金属盐、铵盐及它们的组合的共聚物。

15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法，其中所述方法使得形成纸制品，其中所述纸制品：

(a)包含选自所述干纸重量的0.02％-10％和0.05％-5％范围的所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM的重量百分比；

(b)包含选自所述干纸重量的0.02％-10％和0.05％-5％范围的所述至少一种阴离子多糖促进剂的重量百分比；

(c)表现出(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性，如通过耐破强度测量；(iii)提高的抗压缩性，如通过STFI压缩测试测量；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和/或阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性；并且

(d)选自下列包含纤维素纸板幅的纸制品，所述纸制品任选地主要包括纤维素纤维和纤维基制品，包括但不限于手抄纸、纸板基制品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞箱的衬板、包装纸板类、卫生纸和毛巾类、纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、护垫、失禁内裤、卫生棉条、尿垫、猫砂盒衬垫、咖啡过滤器、空气过滤器、烘干机垫、地板清洁垫、吸水面巾纸、吸水浴室纸巾、餐巾、包装纸、纸板盒、袋纸和其他纸制品等等。

16.一种纸制品，所述纸制品包含一种或多种根据权利要求1-8中任一项所述的用于强化纸或纸板的组合物或(a)和(b)的组合，能够通过根据权利要求9-15中任一项所述的方法获得，其中所述纸制品：

(a)包含选自所述干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的所述至少一种包含高分子量基础聚合物的阳离子GPAM的百分比；

(b)包含选自所述干纸制品的0.02重量％-10重量％和0.05重量％-5重量％范围的所述至少一种阴离子多糖促进剂的百分比；

(c)表现出(i)提高的干抗拉强度；(ii)提高的抗破裂性，如通过耐破强度测量；(iii)提高的抗压缩性，如通过STFI压缩测试测量；以及(iv)与以同等方式使用包含较低分子量基础聚合物(例如，小于50kDa)的阳离子GPAM和/或阴离子聚丙烯酰胺(APAM)促进剂制备的纸制品相比，提高的抗撕裂性；并且

(d)选自下列包含纤维素纸板幅的纸制品，所述纸制品任选地主要包括纤维素纤维和纤维基制品，包括但不限于手抄纸、纸板基制品、饮料载体、毛巾、牛奶和果汁纸盒、食品托盘、纸袋、瓦楞箱的衬板、包装纸板类、卫生纸和毛巾类、纸材料、纸巾、尿布、卫生巾、训练裤、护垫、失禁内裤、卫生棉条、尿垫、猫砂盒衬垫、咖啡过滤器、空气过滤器、烘干机垫、地板清洁垫、吸水面巾纸、吸水浴室纸巾、餐巾、包装纸、纸板盒、袋纸和其他纸制品等等。