术语“纸张”在本文中涵盖片状材料和模塑产品，这些片材和产 品可由天然来源纤维状纤维素材料制成，由合成材料如聚酰胺、聚酯、 人造丝和聚丙烯酸类树脂，乃至由矿物纤维如石棉和玻璃制成。另外， 由纤维素与合成材料的组合制成的纸在这里也可使用。纸板也包括在 广义的“纸张”范围内。
造纸，正如传统上所知，是这样的方法：将纸浆或木纤维素纤维(经 过打浆或磨浆到一定纤维水化程度，并且在其中加入各种各样功能添 加剂)的水淤浆引入到筛或类似器材上以便滤掉水，从而形成密实纤维 的片材，在经过压榨和干燥之后可加工成干卷材或片状形式。在典型 造纸过程中，纸机的进料或进口是纸浆纤维的水淤浆或水悬浮体，其 由所谓“湿部”系统提供。在湿部中，纸浆连同其它添加剂在水淤浆 中混合，然后接受机械或其它操作的处理，例如打浆和磨浆以改善成 品片材的纤维间结合以及其它物理性能。通常随纸浆纤维一起引入的 添加剂是颜料如二氧化钛，无机填料如粘土和碳酸钙以及其它引入到 纸张中以获得改善亮度、不透明性、平滑度、着墨性能、阻燃性、防 水等性能以及增加松厚度等的材料。
在当今的纸浆配料中要提供强度已变得越来越困难，这是由于回 收纤维，由高导电和其它杂质组成的闭路水系统以及高剪切设备的使 用所致。目前需要一种对这些不利因素有更强耐受力的湿部添加剂以 提供最大收益。
淀粉已在造纸工业中使用多年，事实上已成为纸张中数量第二大 的原料。淀粉起到三个最重要的造纸要求的作用：改进强度；改善纤维 和填料的留着；以及增加滤水速率。未改性和改性的类型都有使用。 然而，由于当今纸浆配料的复杂性、胶料化学品以及其它化学品的存 在，故而优选阳离子淀粉，因为它们通过与纸机配料中的阴离子纤维 之间的相互作用能被高度留着。
造纸工业中已知并使用各种各样阳离子淀粉，其中以叔氨基和季 铵盐淀粉醚为最具工业意义的衍生物。这些以及其它阳离子淀粉乃至 它们的制备方法，描述在“阳离子淀粉”中，作者D.B.Solarek，《改 性淀粉：性能与应用》，第八章，113～129页，1986。
抑制处理已知可影响淀粉的质地和粘度性质。它增强并有助于淀 粉颗粒保持在一起并且在较高程度上阻滞溶胀和防止增溶。虽然淀粉 的抑制处理，不论仅靠该处理本身或者与其它淀粉改性组合起作用， 虽已应用到许多领域，但在造纸中尚未在大范围内使用。一项早期专 利，美国专利3,417,078，1968-12-17授予C.Patel，公开了阳离子淀 粉在造纸中的应用，该淀粉是一种选择的咪唑啉衍生物，它还与诸如 二氯丁烯之类的抑制剂起反应。另一项专利出版物，EPO 097,371， 1984-01-04授予S.Frey，公开一种阳离子化并部分抑制的非胶凝淀 粉在造纸生产中的应用。
有三项最近的专利进一步公开了阳离子化/抑制的淀粉在造纸生产 中的应用。美国专利5,122,231，1992-06-16授予K.Anderson，公开 一种改良造纸方法，其中一种阳离子淀粉在阳离子化之后接受抑制处 理，然后被加入到造纸体系的湿部中以改善淀粉加入容量。美国专利 5,523,339，1996-06-04授予D.Solarek等人，公开全分子量淀粉经过 高温(喷射或水蒸汽注入)蒸煮处理抑制的阳离子淀粉的制备及其在造 纸体系中的应用。WO 97/46591，1997-12-11授予R.Neale，公开一种 可溶胀但不分散在含水造纸体系中的高度抑制、阳离子化淀粉的应用。
多年来，有关淀粉在造纸体系中的应用在文献中已有相当记载。 其中有文献论述了淀粉分子量与其留着和强度效力的关系(M.S.Crill， 《纸浆与纸》1987-12月，109～111页以及D.Glittenberg，《TAPPI(纸 浆与造纸工业技术协会(美))会志》，卷76，第11期，1993，215～219 页)，指出需要保持分子量以使性能达到最佳。
虽然如上所述，抑制的阳离子淀粉在造纸中的一般适用性此前已 有公开，但目前仍希望在强度方面进一步改善。还需要为造纸工业在 可用淀粉提高加工性能和改善物理性能的湿部应用中，提供一种易于 准备的淀粉。易于准备的淀粉对于省去蒸煮设备，减少水和水蒸汽用 量以及减少有关高温液体和设备操作的安全隐患都具有重大实用价 值。
发明概述
本发明通过提供一种淀粉基纸张添加剂满足了这一需要，该添加 剂的准备不需要额外的高温、高压水蒸汽或长蒸煮时间。另外，此种 淀粉能改善加工和显著提高最终纸制品的强度。强度的提高使得本领 域技术人员能够通过加入填料、回收纤维、缩短磨浆或减少片材总重 量，同时保持所有强度要求不变而得以减少纸浆用量。
现在，按照本发明已发现，一种选择降解的、抑制的阳离子淀粉 作为添加剂在造纸过程湿部中的使用，可显著、出乎意料地改善工艺 性能以及最终纸产品的强度。
本发明一个方面涉及一种降解淀粉作为阳离子化反应和随后抑制 处理的原料的应用。另一种实施方案是，这里所使用的淀粉容易在温 或热水中分散，不需要典型的长时间蒸煮和长时间高温。
更具体地说，本发明涉及一种造纸方法，包括将一种降解、抑制 并阳离子化的淀粉在纸幅成形之前的一点加入到系统的湿部中，其中 该淀粉被降解到流度值至少约20，并通过加入足量抑制剂使降解后基 础淀粉的粘度提高约30～800％而完成抑制处理。另外，本发明淀粉将 含有阳离子基团以促使淀粉在造纸体系中的留着，并典型地含有约 0.1～1.0％或更高的阳离子氮。
发明详述
本发明涉及一种造纸体系用降解、抑制并阳离子化的淀粉。此种 改性淀粉不要求在沸水或更高温度蒸煮，因此便于准备、节能并消除 许多安全隐患，同时为最终纸张提供改善的物理性能。
该淀粉和面粉的典型来源是谷类、块茎、根部、豆类和水果。天 然来源是玉米、豌豆、马铃薯、甘薯、香蕉、大麦、小麦、稻米、西 谷淀粉、苋菜红、木薯淀粉、葛、美人蕉、高粱，以及蜡质或其高直 链淀粉品种。本文中使用的术语“蜡质”旨在包括含有至少约95wt％ 支链淀粉的淀粉或面粉；术语“高直链淀粉”旨在包括含有至少约40wt％ 直链淀粉的淀粉或面粉。术语“粒状淀粉”是指任何淀粉(包括化学改 性的)，只要它具有与天然存在的相同物理形式(例如不溶胀或胶凝)。
本发明淀粉必须在其制备的某一点实施降解，优选在阳离子化和 抑制之前。淀粉降解的手段在文献中是熟知的，包括热和/或酸的作用， 水解酶作用、氧化降解(包括催化氧化)以及诸如糊精化之类的热过程。
降解程度随所选抑制剂的数量和种类以及蒸煮温度和分散方法(例 如，将干粉末直接加入到纸机中)而有所不同。本发明的典型降解程度 将包括约15～约85，尤其约20～70，最合适约40～65的水流度。水 流度是相对于天然淀粉(WF(水流度)＝0)和水(WF＝100)而言的粘度的相 对度量。
本发明使用的抑制的淀粉可包括用多种多功能抑制剂当中的至少 一种处理过的淀粉，抑制剂例如公开在“淀粉衍生物：生产及应用”中， 作者M.Rutenberg；和D.Solarek，《淀粉：化学与工艺》，第X章，324～ 322页，1984。此类抑制剂包括但不限于，双官能醚化和/或酯化剂， 例如表氯醇、双-β-氯乙基醚、二元有机酸、磷的氯氧化物、三偏磷酸 盐(即，碱金属和碱土金属盐)、乙酸和二元或三元羧酸的线型混合酸 酐。含有醛或酮的二官能试剂也可用于制备本发明抑制的淀粉。另一 种有用的抑制剂是次氯酸钠，它当以适宜用量在适宜pH条件(11或更 高)时，可生产出抑制的淀粉。合适的抑制剂是表氯醇、磷的氯氧化物、 己二酸-乙酸酸酐以及三偏磷酸钠，其中以表氯醇为最适用。
替代地，用物理方法提供抑制的属性也是可接受的，只要达到适 当粘度规定。此种类型物理方法的例子包括但不限于，干热加工、退 火、紫外光作用、附聚等。
抑制的程度是本发明的关键。采用的化学处理剂典型用量介于约 0.05～0.001％，更合适介于0.0125～0.002％，以使用的干淀粉重量为 基准计。
我们发现衡量抑制程度的最佳方式是测定抑制后材料的粘度相对 于原料(抑制前)的增加量。就本发明目的而言，粘度被规定为如实施 例4中所述的峰值粘度，被用来比较各种抑制作用的效果。抑制粘度 与未抑制粘度之比应介于1.1～10，更合适介于1.3～8，最适宜1.5～ 5。换句话说，淀粉的最终粘度将相当于未抑制原料降解淀粉粘度的 110～1000％，更适宜130～800％，最适宜150～500％。另外，适用于本 发明的降解、阳离子化、抑制淀粉的峰值粘度应低于约500cp(厘泊)， 最适宜低于约250cp，但不低于约5cp。盐的存在会影响粘度测定结 果，因此所有样品在测定峰值粘度之前都应洗涤。
本发明使用的淀粉除了经过抑制和降解处理之外还进行阳离子处 理。淀粉的阳离子化可根据熟知的化学反应以含氨基、亚氨基、铵或 锍或磷鎓等基团的试剂来实施，这些试剂例如公开于Solarek的上述 “阳离子淀粉”以及美国专利4,119,487，1978-10-10授予M.Tessler 中。此种阳离子衍生物包括但不限于包含含氮基团的那些，包括通过 醚键或酯键连接的伯胺、仲胺、叔胺和季铵以及锍和磷鎓基团。最合适 的衍生物是含有叔氨基和季铵醚基团的那些。
制备含叔胺基团的淀粉的一般方法中，涉及淀粉在碱性条件下与 二烷基氨基烷基卤化物进行反应的那些描述在美国专利2,813,093中， 1957-11-12授予C.Caldwell等人。另一种方法描述在美国专利 4,675,394，1987-01-23授予D.Solarek等人。伯胺和仲胺淀粉可通 过淀粉与氨烷基酸酐、氨基环氧化物或卤化物，或者除了烷基之外还 含有芳基的对应化合物起反应来制备。
季铵基团可通过以适当叔氨基烷基醚处理淀粉从而引入到淀粉 中，例如描述在上面提到的美国专利2,813,093中。替代地，季铵基 团也可通过以表氯醇与叔胺或叔胺盐的反应产物进行处理，以此提供， 例如(3-三甲基氯化铵)-2-羟丙基醚取代基基团，如公开在美国专利 4,119,487中，从而直接引入到淀粉中。在此，将上面提到的专利，即， 4,119,487、2,813,093和4,675,394收入本文作为参考。
阳离子锍衍生物的制备描述在美国专利2,989,520中，1961-06授 予M.Rutenberg等人，主要涉及淀粉在碱性水介质中与β-卤代烷基锍 盐、乙烯基锍盐或环氧烷基锍盐的反应。阳离子锍衍生物的制备公开 在美国专利3,077,469中，1963-02-12授予A.Aszalos，涉及淀粉在 碱性水介质中与β-卤代烷基锍盐的反应。
其它合适的阳离子淀粉可采用现有技术熟知的试剂和方法制备， 正如上面所提到的那些文献所述。关于有用的阳离子淀粉的进一步描 述公开在美国专利2,876,217，1959-03-03授予E.Paschall；美国专 利2,970,140，1961-01-31授予C.Hullinger等人；美国专利 5,004,808，1991-04-02授予M.Yalpani等人；美国专利 5,093,159，1992-03-03授予J.Fernandez等人；以及EP 406 837，1991-01-01公开(对应于美国申请号516,024，1990-04-26申请)， 全部收入本文作为参考。尤其有用的阳离子衍生物是具有最高18个碳 原子的烷基、芳基、芳烷基或环状取代基，尤其是1～6个碳原子烷基 的含氨基或氮基团的那些。
淀粉上的阳离子取代基数量可有所变化，一般采用约0.005～0.5， 更合适约0.01～0.05的取代度(DS)。术语“取代度”在这里用作淀粉 分子的每个脱水葡糖单元的部位或取代基基团的平均数。
本发明淀粉含有有助于淀粉在纤维素纤维上留着的阳离子基团， 但也可包含其它衍生物。这些附加衍生物可包括但不限于，阴离子、 非离子、疏水和两性基团，通过醚键或酯键连接。应当认识到，倘若 准备通过酯化实施任何改性，则完成反应的顺序必须是最后生成酯， 并且在高pH值的进一步处理期间不发生水解。
在本发明降解、抑制、阳离子淀粉的制备中，阳离子基团的引入 步骤顺序可以有所变化。就是说，阳离子基团可首先引入，或者可先 实施抑制然后再引入阳离子基团。替代地，不同基团可同时地加入。 虽然降解步骤可在方法进行期间的任何时刻完成，即，在阳离子化以 后但在抑制之前，但特别合适的是以降解作为方法的第一步骤。
本发明改性淀粉添加剂可有效地用于加入到由任何类型纤维素纤 维、合成纤维或其组合制备的纸浆中。在可用纤维素材料当中，有漂 白和未漂白硫酸盐(牛皮)浆、漂白和未漂白亚硫酸盐浆、漂白和未漂 白苏打法、中性亚硫酸盐、半化学、热机械、化学热机械、化学磨木 浆、磨木浆、回收纤维或者上述纤维的任意组合。粘胶人造丝、再生 纤维素、棉之类的纤维，希望的话也可使用。
任何所需的惰性无机填料均可加入到准备用本发明改良淀粉衍生 物处理的纸浆中。这些材料包括粘土、二氧化钛、滑石、碳酸钙、硫 酸钙和硅藻土。松香也可存在，如果需要的话。
其它通常加入到纸张中的添加剂均可加入到该纸浆和配料中，例 如染料、颜料、施胶添加剂、明矾、助留剂等。
除了选择的淀粉添加剂和其它如上所述可包括在造纸体系中的成 分之外，胶体无机矿物质也可加入到体系中以形成碱性微颗粒体系。 此种微颗粒体系包括胶体二氧化硅、皂土等，其在体系中的加入量可 至少是0.001％，更尤其约0.01～1wt％，以干纸浆重量为基准计。有 关此种微颗粒无机材料的进一步描述可参见美国专利4,388,150，1983- 06-14授权；4,643,801，1987-02-17授权；4,753,710，1988-06-28 授权；以及4,913,775，1990-04-03授权；全部收入本文作为参考。
可加入到湿部或纸浆中的改性淀粉衍生物(即，降解、抑制、阳离 子衍生物)的数量应是提供要求性能(例如，强度、滤水或留着)的有效 数量。典型用量介于约0.05～5％淀粉衍生物，最适宜约0.1～2wt％， 以纸浆干重为基准计。
本发明的一种实施方案是，可将干淀粉从任何方便的、存在高温 并在片材成形之前的部位直接加入到造纸体系中。加入部位的例子可 包括但不限于，网前箱、碎浆机、纸机贮浆池、混合浆池、调浆箱或 白水盘中。
替代地，该淀粉可先分散在水中再加入到造纸过程中。就典型而 言，这是通过将粒状淀粉产品以约0.1～30％的固体含量与水调成淤浆， 然后直接加入到网前箱之前的纸机中完成的。该淤浆可加热到约40～ 100℃，尤其是60～70℃或者将淀粉加入到任何来源的预热水中。有利 的是使用来自造纸厂中同一过程的循环水，其来源例如包括白水或其 它产生温/热水作为其操作副产物的设备或过程。
虽然理想的是将这些淀粉分散到低于100℃的水中，但是本领域技 术人员清楚，此种淀粉的蒸煮一般是在升高的温度进行的。可使用的 蒸煮技术的例子是喷射蒸煮、间歇蒸煮、水蒸汽注入、压力蒸煮等。
当按如上所述进行准备时，本发明淀粉可给造纸厂提供多项比现 有淀粉优越之处。由于易于准备并且要求较低温度来分散粒状淀粉， 因此节省能量和设备花费并且减少在高温液体和热设备上的工人花 费。除了用传统淀粉可获得的典型好处之外，本发明衍生物还可提供 较好耐受现代高速纸机和泵的剪切作用的能力。改进的强度，尤其在 高电导率或部分闭路的系统中，给造纸厂提供制造重量较轻因而节省 纸浆成本的片材的能力。
下面描述本发明的另一些实施方案：
1.一种淀粉组合物，包含经改性而含有阳离子基团并经抑制的 降解淀粉，其中所述淀粉的最终峰值粘度低于500cp，并且是非抑制 的降解阳离子化淀粉粘度的110～1000％。
2.实施方案1的组合物，其中所述淀粉的最终峰值粘度是非抑 制的降解阳离子化淀粉粘度的130～800％。
3.实施方案1的组合物，其中淀粉选自玉米、木薯淀粉、马铃 薯和西谷淀粉，及其蜡质和高直链淀粉品种。
4.实施方案1的组合物，其中淀粉经过化学抑制。
5.实施方案4的组合物，其中淀粉用表氯醇抑制。
6.实施方案1的组合物，其中淀粉是热抑制的。
7.实施方案1的组合物，其中降解淀粉的WF为约15～85。
8.实施方案7的组合物，其中降解淀粉的WF为约20～70。
9.实施方案8的组合物，其中降解淀粉的WF为约35～65。
10.实施方案1的组合物，其中阳离子基团是季铵衍生物。
11.实施方案1的组合物，其中降解、阳离子、抑制的淀粉的峰 值粘度小于250cp。
12.实施方案11的组合物，其中淀粉选自玉米、蜡质玉米、木薯 淀粉和马铃薯，并经过改性从而含有季胺基团，又以表氯醇进行了抑 制处理，其中所述淀粉的最终峰值粘度是非抑制的降解阳离子化淀粉 粘度的130～800％。
13.一种制备实施方案1的淀粉组合物的方法，包括下列步骤：使 天然淀粉的分子量降解，抑制淀粉，以及以阳离子试剂化学改性该淀 粉。
14.实施方案13的方法，其中抑制是用热法产生的。
15.一种造纸方法，包括下列步骤：将实施方案1的淀粉加入到造 纸体系中。
16.实施方案15的方法，其中淀粉以颗粒形式加入。
17.包含实施方案1的淀粉的纸制品。
18.包含实施方案12的淀粉的纸制品。
本发明将通过下面的实施例进一步说明，然而这并不构成对本发 明的限制。所有份数和百分数均按重量比给出，而温度以摄氏度为单 位，除非另行指出。
实施例
实施例1——降解、阳离子、抑制淀粉的制备
本实施例说明一种转化或降解的、抑制并阳离子改性的淀粉的制 备(WF＝40，Epi20ppm，季铵氮(Quat)5％处理)。
通过将3000g干基蜡质玉米淀粉悬浮在4500mL水中制成一种淀 粉淤浆。混合物在室温搅拌并慢慢加入950g 3％氢氧化钠水溶液。对25 mL等分部分的碱度滴定得出19.2mL HCl(0.1N)的结果，这里碱度滴 定结果的最低要求是18mL。向该混合物中加入7.5g 0.002％高锰酸钾 水溶液。然后，经3分钟向淀粉淤浆中加入5.7g 30％过氧化氢，从而 导致淤浆pH值下降(25mL等分部分得出18.4mLHCl的结果)。维持 反应16h，直至不再有过氧化氢，正如过氧化氢试纸给出否定结果所 指出的。获得的淀粉据发现已降解到水流度(WF)等于39.2。
淀粉淤浆的温度升高到40～43℃。向淀粉淤浆中加入0.06g表氯 醇(20ppm，按干淀粉重量计)并反应16h以抑制淀粉。向淀粉淤浆中 加入150g(3-氯-2-羟丙基)氯化三甲铵(以65％水溶液形式加入)，与 此同时加入20％溶液形式的31.9g氢氧化钠，以便将碱度滴定值维持 在20～23mL。在40～43℃的温度保持16h后，淤浆用稀盐酸中和到 pH等于6.0。过滤回收淀粉。该产物的氮含量为0.30％。
实施例2——热糊料粘度
一种淀粉样品悬浮在水中到达21℃下的Be(波美度)等于1.0，在 95℃加热10分钟，然后在Brookfield粘度计上、20rpm、采用21 号转子测定粘度。
表1——热糊料粘度   #   淀粉类型   热糊料粘度，cp   1   阳离子1蜡质   475   2   阳离子1蜡质(wf＝18，20ppm epi)   230   3   阳离子1蜡质(wf＝40，135ppm epi)   55
1样品包含如实施例1一样的0.3％季铵氮。
该表显示，未降解淀粉的热糊料粘度典型值为约500cp，而本发 明流质淀粉的粘度则小的多。
实施例3——水流度测定
测定了该淀粉的水流度，其中：采用Thomos Rotational Shear- 型粘度计(制造厂：Arthur H.Thomas公司，费城，宾夕法尼亚州，19106)， 在30℃用粘度24.73cp(100转下，23.12±0.05s)的标准油做了标定。 在带盖铜杯中，6.16g(干基)淀粉放在总共100g去离子水中制成淤 浆，在沸水浴中加热30分钟，其间偶尔搅拌。随后，该淀粉分散体用 蒸馏水兑满至最终重量(106.16g)，并加入到预热的粘度计中。记录 所含分散体在81～83℃，100转所需要的时间并利用换算表转化为水 流度数值。
实施例4——峰值粘度测定
一台快速粘度计(Foss-Food技术公司提供，RVA-4型)预热至55℃。 通过将0.84g(干基，洗涤至除掉全部残余盐)淀粉加入到总共27.16g 去离子水中而制成淀粉淤浆样品。样品的典型pH值介于5.7～6.0，如 果不符，则根据需要用稀酸或碱调节pH值。样品放在粘度计中，使用 标准转子并保持55℃、在160rpm下搅拌1分钟。然后，粘度计以1 ℃/分钟的速率加热到80℃，继而保持10分钟。记录整个加热周期的 粘度，其中可填入报告的峰值粘度是该周期中的最高粘度。
实施例5——强度性能
所有下面所描述的TAPPI试验可见诸于《2000～2001 TAPPI试验 方法》，TAPPI出版社，技术园区，亚特兰大，佐治亚。未漂白软木硫 酸盐纤维，按照TAPPI T 200精磨到游离度等于500 CSF(TAPPI T 227)。 纸浆稀释到0.6％浓度。实施例1制造的淀粉按如下程序准备以供使用： 在65℃热水浴中、搅拌下、1％固体含量配制并加热20分钟。在113℃ 准备淀粉：在4％固体含量、20％水蒸汽和127.6ml/分钟输出量的条件 下实施喷射蒸煮，随后用冷水稀释到1％固体含量。所有淀粉在片材成 形之前与0.6％浆料按照30lb/吨(1.5％，按纸浆干重计)和1％固体含量 的条件混合30秒。在手工M/K纸页成形器上制成手抄纸，压榨并干燥 到定量等于33lb/1000ft2(160g/m2)。按TAPPI T 807试验Mullen 耐破强度。按TAPPI T 822试验环压强度。
表2淀粉在30lb/吨条件下的强度表现   #   淀粉   温度   (℃)   耐破强度   (kPa)   环压强度   (N)   1   抑制的阳离子   蜡质1   113   879   385   2   抑制的阳离子   蜡质1   65   950   388   3   抑制的阳离子   蜡质2   65   1007   386   4   降解、抑制、   蜡质3   65   1129   417
1-含有135ppm epi抑制剂和0.3％季铵氮。
2-含有500ppm epi抑制剂和0.3％季铵氮。
3-含有0.3％季铵氮，w.f.＝40,20ppm epi抑制剂
表2显示，与传统造纸淀粉相比，降解、抑制淀粉性能的改善。
实施例6-高电导率体系(回收)
按照实施例5所述制备回收纸浆(OCC)。在0.6％浓度的纸浆中加入 100ppm溶解的Indulin AT木素，然后纸浆用硫酸钠调节到4000μS。 淀粉准备：在所给出温度(见表3)、热水浴中、1％固体含量下加热搅拌 20分钟。所有淀粉在片材成形之前与浆料按照30lb/吨(1.5％，按纸 浆干重计)的条件混合30秒。在手工M/K纸页成形器上制成手抄纸， 压榨并干燥到定量等于33lb/1000ft2(160g/m2)。按TAPPI T 807试 验Mullen耐破强度。按TAPPI T 822试验环压强度。
表3淀粉在回收模拟的浆料中的强度表现   实   施   例   #   淀粉   温度   (℃)   耐破强度   (kPa)   1   阳离子蜡质，0.3％季铵氮   55   920   2   抑制、阳离子蜡质，135PPM epi，0.3％   季铵氮1   55   948   3   抑制、阳离子蜡质，500PPM epi，0.3％   季铵氮2   55   907   4   降解抑制蜡质(40WF，20PPM epi，0.3％   季铵氮)   55   1022   5   降解、热抑制蜡质(67WF，5分钟   /320°F，0.3％季铵氮)   55   1035   6   降解、交联木薯淀粉(36WF，20PPM，0.3％   季铵氮)   55   1112   7   抑制、阳离子蜡质，500PPM epi，0.3％   季铵氮2   70   947   8   降解、阳离子蜡质(40WF，0.3％季铵氮)   70   1030   9   降解、抑制蜡质(40WF，0.3％季铵氮，20   PPM epi)   70   1073   10   降解、热抑制蜡质(67WF，5分钟   /320°F，0.3％季铵氮)   70   1071
1-如Solarek等人，5,523,399所述。
2-如Anderson，5,122,231所述。
表3显示降解、交联的淀粉在挂面板体系中采用的典型温度下与 传统淀粉产品相比在强度性能方面的改善。该强度是采用回收纤维达 到的，尽管有盐和诸如木素之类的阴离子杂质存在。
实施例7——抑制对压缩强度的影响
OCC纸浆和淀粉按实施例6那样准备。按实施例6那样制造定量33 lb/1000ft2(160g/m2)的手抄纸。40WF的数据是由手工M/K纸页成形 器上制成的手抄纸获得的。67WF的数据是由9500系列半自动M/K纸 页成形器上制造的手抄纸获得的，因此其相应强度值之间不可直接比 较。STFI压缩强度试验是按照TAPPI标准程序T 826进行的。改进百 分率的结果显示在所有降解程度下与标准(未抑制)相比，结果均相近。
表4.抑制程度对压缩强度的影响   样品*#   降解程度   峰值粘度   (cp)   抑制程度   (epi)   占标准的百分   率   1   18WF   270   0   100   2   “   410   10ppm   98   3   “   576   20ppm   103   4   “   981   40ppm   99   5   40WF   49   0   100   6   “   76   20ppm   103   7   “   105   40ppm   107   8   “   216   80ppm   111   9   “   273   135ppm   104   10   67WF   17   0   100   11   “   21   80ppm   102   12   “   22   135ppm   104   13   “   56   200ppm   112   14   “   93   300ppm   106   对比例A1   0WF   1603   135ppm   98   对比例B2   0WF   2711   500ppm   100
*全部样品均包含0.3％季铵氮并在55℃准备
1-如Solarek等人，5,523,399所述。
2-如Anderson，5,122,231所述。
本领域技术人员将看出此种化学添加剂造成的这样幅度的改进是 显著的。表4所载实施例展示降解与抑制程度之间的关系。降解和抑 制的最佳水平将随着应用参数而改变。降解程度和随后的抑制程度对 分散温度和准备方法具有很小或没有影响。
实施例8——热抑制的淀粉
蜡质玉米(1000g)的样品在1500mL自来水中制成淤浆，并用稀 氢氧化钠(3％)将pH值调节到9.5。淀粉经过滤然后放在室温下风干过 夜。对流烘箱预热到80～90℃。在烘箱中放入总共300g pH调节好的 干淀粉并将其干燥到低于1％总含湿。烘箱迅速骤升至160℃，在此温 度每隔5分钟一次取出100g等分部分。让样品冷却并悬浮在自来水 中，用稀盐酸将pH值调节到约5.8。淀粉在室温下风干，并记录峰值 粘度，如表5所示。
表5.热抑制蜡质玉米的峰值粘度   实施   例#   样品   峰值粘度   (cp)   1   67WF，蜡质，不加热   17   2   67WF，蜡质，在160℃5分钟   41   3   67WF，蜡质，在160℃10分钟   46   4   67WF，蜡质，在160℃15分钟   104
该实施例表明，热抑制可产生类似于化学抑制的峰值粘度。