[發明專利]纖維素衍生組合物

有效

• 申請號: 201380063966.3
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104854276A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 約翰·克勞德·赫斯本德;J·菲普斯;A·休斯;P·斯文丁;戴維·羅伯特·斯丘斯
• 申請（專利權）人: 伊梅里斯礦物有限公司
• 主分類號: D21H11/18
• 分類號: D21H11/18;C08B15/04;D21H17/63
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;龔澤亮

技術領域

本發明涉及一種包含微纖化纖維素和可選的無機顆粒材料的組合物，一種制造該組合物的方法，以及包含所述包含微纖化纖維素和無機顆粒材料的組合物的造紙組合物和紙制品。

背景技術

無機顆粒材料、例如堿土金屬碳酸鹽(例如碳酸鈣)或高嶺土被廣泛地用于大量應用。這些應用包括生產可用于造紙或紙張涂料的含有礦物的組合物。在紙制品中，通常添加此類填料來代替一部分其他更昂貴的紙制品組分。也可以出于修改紙制品的物理、機械和/或光學要求的目的而添加填料。很明顯，可納入的填料的量越大，則成本節約的可能性越高。然而，所添加的填料的量和相關的成本節約必須要和最終紙制品的物理、機械和光學要求取得平衡。因此，對于可以以高填充量使用而不會對紙制品的物理、機械和/或光學要求產生不利影響的紙用填料的開發一直存在著需求。對于開發經濟地制備所述填料的方法也存在需求。

本發明試圖提供一種紙制品用替代性和/或改進的填料，其可以以相對高填充量并入紙制品中，同時可保持或甚至改善紙制品的物理、機械和/或光學性質。本發明還試圖提供一種經濟的制備所述填料的方法。

此外，本發明試圖解決以工業規模經濟地制備微纖化纖維素的問題。當前的纖維素材料的微纖化方法需要相對較高的能量，部分歸結于原料和微纖化產物的相對高粘度。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種組合物，其包含微纖化纖維素和可選的無機顆粒材料，其中所述組合物包含：(i)基于組合物中纖維素材料的總重，不超過約5.0重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，和/或(ii)基于組合物中纖維素材料的總重，不超過約30重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲。在某些實施方式中，組合物包含無機顆粒材料。

根據本發明的第二方面，提供一種造紙組合物，其包含根據本發明第一方面的組合物。

根據本發明的第三方面，提供一種紙制品，其中該紙制品(i)包含根據本發明第一方面的組合物，或(ii)由根據本發明第二方面的造紙組合物獲得。

根據本發明的第四方面，提供一種制造根據本發明第一方面的組合物的方法，其包括在研磨介質存在下以及可選地在無機顆粒材料存在下將包含纖維素的纖維性基材微纖化，其中微纖化工序過程中的能量輸入為每噸包含纖維素的纖維性基材約500kWh～20,000kWh(kWh/t)，例如約1250kWh/t～10,000kWh/t，或者例如約1750kWh/t～4000kWh/t，以獲得包含微纖化纖維素和可選的無機顆粒材料的組合物，其中所述組合物包含：(i)基于組合物中纖維素材料的總重，不超過約5.0重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，和/或(ii)基于組合物中纖維素材料的總重，不超過約30重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲。

具體實施方式

包含微纖化纖維素和可選的無機顆粒材料的組合物

組合物包含：(i)基于組合物的總重，不超過約5.0重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，和/或(ii)基于組合物的總重，不超過約30重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲。在某些實施方式中，組合物包含不超過約4.5重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，例如，不超過約4.0重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約3.8重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約3.6重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約3.4重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約3.2重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約3.0重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約2.8重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約2.6重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約2.4重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲，或不超過約2.2重量％的纖絲直徑小于10nm的纖維素纖絲。在某些實施方式中，基于組合物的總重，組合物包含不超過約29重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，例如，不超過約28重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，或不超過約27重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，或不超過約26重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，或不超過約25重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，或不超過約24重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，或不超過約23重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，或不超過約22重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲，或不超過約21重量％的纖絲直徑小于100nm的纖維素纖絲。