[發(fā)明專利]用于生產(chǎn)紙、紙板或類似物的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680073022.8
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108474181B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·卡里薩米爾;T·倫丁;M·維爾塔嫩;A·勞卡寧;J·麥基
• 申請（專利權(quán)）人: 凱米羅總公司
• 主分類號: D21H11/18
• 分類號: D21H11/18;D21H17/21;D21H17/33;D21H21/18
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛

本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)紙、紙板或類似物的方法。該方法包括獲得包含纖維素纖維的厚漿料，形成纖維網(wǎng)和干燥所述纖維網(wǎng)。向厚漿料添加強化劑體系和源自非木材來源的微原纖化的薄壁纖維素材料，該強化劑體系包括至少一種合成或天然聚合物或它們的混合物。

本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)根據(jù)所附獨立權(quán)利要求的前序部分所述的紙、紙板或類似物的方法。

纖維素形成植物材料中細胞壁結(jié)構(gòu)的一部分，其補強了半纖維素和果膠或木質(zhì)素的基質(zhì)。在薄壁組織的初生細胞壁中，纖維素與其他多糖如果膠和半纖維素一起形成柔性膜層。薄壁組織形成例如莖和果肉的髓。木材物質(zhì)也具有包含次生壁結(jié)構(gòu)的厚壁組織，其在細胞停止生長后形成。厚壁組織的次生壁結(jié)構(gòu)為植物提供剛性和強度。在次生細胞壁中，發(fā)現(xiàn)纖維素為纖維素微原纖維層。原纖維在各層內(nèi)大多均勻排列，通過氫鍵彼此緊密連接，并且通過共價橋鍵與木質(zhì)素結(jié)構(gòu)緊密連接。由于細胞結(jié)構(gòu)和組成的變化，不同植物部分的機械性能顯著不同。例如，馬鈴薯或蘋果的薄壁組織的楊氏模量和抗壓強度分別為0.3GPa和0.3MPa，而(當(dāng)沿著木紋裝載時)如松樹或云杉的木材的楊氏模量約為10GPa，抗壓強度約為90MPa。

微原纖化纖維素包含釋放的具有高的長寬比的半結(jié)晶納米級纖維素原纖維。典型的納米級纖維素原纖維的寬度為5-60nm，長度為數(shù)十納米至至多數(shù)百微米。微原纖化纖維素(MFC)由包含纖維素結(jié)構(gòu)的各種纖維源(例如木漿)生產(chǎn)。由于木材的次生細胞壁富含纖維素，木漿通常用作微原纖化纖維素或納米纖維素的原材料。然而，從次生細胞壁結(jié)構(gòu)釋放微原纖維可能是困難的。原纖化工藝復(fù)雜，并且為了獲得可接受的原纖化度，常常需要化學(xué)預(yù)處理。嚴(yán)苛的原纖化可能損害原纖維，并且通常是昂貴且耗能的過程。

微原纖化纖維素已用作紙和紙板制造的添加劑。然而，微原纖化纖維素的高價格限制了它的大規(guī)模使用。

本發(fā)明的目的是最小化或甚至消除現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點。

本發(fā)明的一個目的是提供一種用于提高所生產(chǎn)的紙或紙板的強度性能，如Z-強度、爆裂強度、SCT強度的方法。

本發(fā)明的另一個目的是提供具有改善的強度性能的紙或紙板產(chǎn)品。

這些目的通過獨立權(quán)利要求中公開的特征來實現(xiàn)，并且本發(fā)明由所附獨立權(quán)利要求的特征來限定。本發(fā)明的一些優(yōu)選實施方案在從屬權(quán)利要求中給出。除非另有明確說明，否則從屬權(quán)利要求中所記載的特征可相互自由組合。

在本文中給出的示例性實施方案及其優(yōu)點涉及根據(jù)本發(fā)明的方法、用途以及產(chǎn)品的可適用部分，盡管并非總是單獨提及。

用于生產(chǎn)紙、紙板或類似物的典型方法包括：

-獲得包含纖維素纖維的厚漿料，

-從漿料形成纖維網(wǎng)，

-向厚漿料添加強化劑體系和源自非木材來源的微原纖化的薄壁纖維素材料，該強化劑體系包括至少一種合成或天然聚合物或它們的混合物，

-干燥纖維網(wǎng)。

源自非木材來源的微原纖化的薄壁纖維素材料的典型用途是作為紙、紙板或類似物的制造中的強化劑。

根據(jù)本發(fā)明的典型紙或板產(chǎn)品具有150-800kg/m³的密度并且通過根據(jù)本發(fā)明的方法來生產(chǎn)。

現(xiàn)在令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，通過將含有至少一種聚合物和微原纖化的薄壁纖維素材料的強化劑體系添加到厚漿料中，可提高紙或紙板的各種關(guān)鍵強度參數(shù)。聚合物和微原纖化的薄壁纖維素材料的相互作用使得所生產(chǎn)的紙或紙板的強度性能有效和意想不到的提高。此外，甚至可以同時改進不止一個所需的強度參數(shù)。已經(jīng)觀察到，通過使用包含聚合物和微原纖化的薄壁纖維素的強化劑體系而實現(xiàn)的強度改善與通過使用由木材的次級壁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的常規(guī)微原纖化材料所獲得的結(jié)果一樣好，甚至更好。鑒于微原纖化之前的薄壁組織和厚壁組織的強度特性，這是令人驚訝的。