纖維素產品的製作方法

2023-06-09 22:06:41 2

專利名稱：纖維素產品的製作方法
纖維素產品本發明涉及製造纖維素產品(例如，單層纖維素產品)的方法，以及適於添加至纖 維素懸浮液中的組合物。本發明還涉及可通過所述方法獲得的纖維素產品、及所述纖維素 產品的用途。
背景技術：
當前，造紙工業內的發展集中在降低纖維素產品(例如紙板產品)的克重，並提高 或基本上維持其它特性，包括強度特性。WO 00/14333涉及一種方法，其中將乳膠用作本體層中的粘合劑以提高強度特性。 然而，WO 00/14333的問題是需要大量化學品，以及與乳膠粘合劑的應用有關的問題。舉例 而言，如果將乳膠添加至溼部，則纖維上乳膠的保留問題可造成沉積問題以及溼部化學平 衡的擾亂。如果將乳膠添加至已使用現有設備形成的紙或紙板層中，則也可能造成應用問 題。乳膠還可能導致再製漿能力的問題。US 6，902，649公開了一種基於種子的增強型纖維添加劑(EFA)，其衍生自可用於 造紙過程中的非木材料。US 6，902，649指出，用作纖維替換材料的EFA可維持或增加在應 用中紙的強度特性，由此降低紙的定量。本發明的一個目標是提供一種製造纖維素產品、尤其是單層纖維素產品的新方 法，其基本上維持和/或提高了該纖維素產品的特性，包括強度特性，例如，抗張強度，並使 用較少量的纖維素材料以便降低所形成的纖維素薄片的克重。本發明的另一目標是提供一 種纖維素產品，尤其是單層纖維素產品，其中該纖維素產品的至少一種特性(包括抗張強 度、Z向強度和/或其它強度)得以改進或基本上得到維持，並且彎曲挺度可基本上維持或 提高。本發明的另一目標是提供一種組合物，其可用作提供所述纖維素產品的預混物。

發明內容
本發明涉及製造纖維素產品的方法，包括(i)提供纖維素纖維的水懸浮液；(ii) 添加微原纖多糖；(iii)添加熱塑性微球；及(iv)將所述懸浮液脫水並形成纖維素產品。本發明還涉及製造單層纖維素產品的方法，包括(i)提供纖維素纖維的水懸浮 液；(ii)向該懸浮液添加衍生自軟木和/或硬木的微原纖多糖，並任選地添加熱塑性微球； (iii)將所述懸浮液脫水並形成單層纖維素產品。本文所述術語「纖維素產品」尤其包括漿捆，以及紙頁和紙幅形式的纖維素產品， 例如紙、卡紙和紙板。纖維素產品可包含一個或若干個含有纖維素纖維的層。本文所用術語「纖維素產品」包括，例如，包含纖維素纖維及同質紙板的卡紙，例 如，全漂白硫酸鹽紙板(SBS)，包括塗布於頂部及任選地後側上的紙板(由一層或若干層漂 白化學漿構成)；同質本色硫酸鹽紙板(SUQ和同質本色紙板(SUB)，可由本色化學紙漿制 造(常塗布於頂部，有時塗布於後側，可由紙板中的若干層本色化學紙漿構成)；盒用紙板， 例如，摺疊紙板(FBB)，其可以由在漂白或本色化學紙漿層之間的機械紙漿中間層製造(通 常塗布於頂面上，並且是具有高的彎曲挺度的低密度紙板)，摺疊紙盒紙板，液體包裝紙板(LPB)(包括無菌、非無菌包裝和可殺菌紙板)；白漿襯裡的粗紙板(WLC)，其可包含不同類 型回收纖維的中間層和通常由化學紙漿製造的頂層；瓦楞和波紋瓦楞本色牛皮紙板，雙灰 紙板和回收紙板；掛麵紙，掛麵紙板和容器用紙板，杯用紙板，完全漂白或本色牛皮紙板，高 耐破紙板，本色牛皮紙，本色高耐破紙板及回收掛麵紙(例如，0CC)，白色面層掛麵紙，由底 層(由本色化學紙漿或棕色回收纖維製造)和頂層(由漂白化學紙漿製造)組成，有時包 括填料，例如GCC及PCC ；石膏板，紙管用紙板，同質纖維紙板，其內層通常由回收纖維組成 且紙外層具有高的抗張強度；紙袋紙和包裝紙。根據一實施方式，本發明提供了一種纖維素產品，例如單層纖維素產品，其包含微 原纖多糖及任選地熱塑性微球，熱塑性微球分布遍及所述纖維素產品，例如基本上均勻地 分布遍及所述纖維素產品。根據一實施方式，所述單層纖維素產品可塗布或層壓有任何數 的非纖維素塗層或層，例如，本文進一步公開的聚合物薄膜、金屬化薄膜、阻隔層。術語「微原纖多糖」包括衍生自多糖的物質，所述多糖包括但不限於纖維素、半 纖維素、甲殼質、脫乙醯殼多糖、瓜爾膠、果膠、海藻酸鹽、瓊脂、黃原膠、澱粉、直鏈澱粉、 支鏈澱粉、三色莧(alternan)、結冷膠(gellan)、葡聚糖(mutan)、葡聚糖、普魯蘭多糖 (pullulan)、果聚糖、刺槐豆膠、角叉菜膠、肝糖、葡糖胺聚糖、胞壁質、細菌莢膜多糖及其衍 生物。根據一實施方式，所述微原纖多糖是微原纖纖維素，其將是最常選擇的微原纖多 糖，並因此將在本文中更詳細地描述。用於製備微原纖纖維素的纖維素源包括下述(a)木 纖維，例如衍生自硬木和軟木，例如來自化學紙漿、機械紙漿、熱機械紙漿、化學-熱機械紙 漿、回收纖維；(b)種子纖維，例如來自棉花；(c)種子殼纖維，例如來自大豆殼、豌豆殼、玉 米殼；(d)韌皮纖維，例如來自亞麻、大麻、黃麻、薴麻、洋麻；(e)葉纖維，例如來自馬尼拉麻 (manila hemp)、衿麻(sisal hemp) ； (f)秸稈纖維，例如來自蔗渣、玉米、小麥；(g)草纖維， 例如來自竹；(h)來自藻類的纖維素纖維，例如Vel0nia;(i)細菌或真菌；及(j)薄壁組織 細胞，例如來自蔬菜和水果，特別是甜菜和例如檸檬、酸橙、橙子、葡萄柚的柑橘類水果。也 可使用這些纖維素材料的微晶形式。纖維素源包括(1)由亞硫酸鹽、牛皮紙(硫酸鹽)或預 水解牛皮紙製漿法製造的經純化(任選地經漂白)的木紙漿；及( 經純化的棉短絨。纖 維素源不受限制，且可使用任何來源，包括合成纖維素或纖維素類似物。根據一實施方式， 微原纖多糖(例如微原纖纖維素)衍生自硬木和/或軟木。在本發明中，多糖微原纖是指小直徑的、高的長度與直徑比的子結構，其尺寸與自 然界中出現的纖維素微原纖的尺寸相當。儘管本說明書稱為微原纖和微原纖化，但這些術 語在本文中還包括具有納米尺寸的(納米)原纖維(纖維素或其它)。根據一實施方式，例如，藉助接枝、交聯、化學氧化(例如利用過氧化氫、費頓反應 (Fenton' s reaction)和/或1Tempo)、物理改性(例如吸附，例如化學吸附)及酶改性將 微原纖多糖(例如，微原纖纖維素)改性。也可使用組合技術將微原纖纖維素改性。可在自然界中發現分若干組織等級和取向的纖維素。纖維素纖維包含層狀次生壁 結構，其內排列有大原纖。大原纖包含多個微原纖，微原纖進一步包含排列於結晶和非晶形 區中的纖維素分子。對於不同植物物種，纖維素微原纖的直徑在約5納米至約100納米範 圍內，且其直徑最通常處於約25納米至約35納米的範圍內。微原纖是成束存在的，其在非 晶形半纖維素(具體而言，木葡聚糖xyloglucan)、果膠多糖、木質素和富含羥脯胺酸的糖蛋白(包括伸展蛋白)的基質中平行布設。微原纖與上述基質化合物所佔據的空間間隔大 約3-4納米。根據一實施方式，將多糖精製或分層以達到下述程度所形成的微原纖多糖的最 終比表面積(根據BET方法，使用Micromeritics ASAP 2010儀器通過在177K的N2吸附 來測定)為約lm2/g至約100m2/g，例如約1. 5m2/g至約15m2/g或約3m2/g至約10m2/g。獲 得的微原纖多糖的水懸浮液的粘度可為約200mPas至約4000mPas，或為約500mPas至約 3000mPas,或約800mPas至約2500mPas。作為懸浮液的沉降程度的量度的穩定性可為約 60%至100%，例如約80%至約100%，其中100%是指在至少6個月的時間內無沉降。根據一實施方式，微原纖多糖具有約0. 05mm至約0. 5mm、例如約0. Imm至約 0. 4mm、或約0. 15mm至約0. 3mm的算術纖維長度。根據一實施方式，基於纖維素產品的重量， 將約0. 1重量％至約50重量％、例如約0. 5重量％至約30重量％、例如約1重量％至約25 重量％、或約1重量％至約15重量％、或約1重量％至約10重量％的量的微原纖多糖添加 至纖維素懸浮液中。未分層木纖維(例如，纖維素纖維)與微原纖纖維不同，因為未分層木纖維的纖 維長度通常在約0. 7mm至約3mm的範圍內。纖維素纖維的比表面積通常在約0. 5m2/g至約 1.5m2/g的範圍內。可在適於將多糖的纖維分層的各種裝置中進行分層。加工纖維的前提 條件是以使得原纖從纖維壁釋放的方式控制裝置。這可通過使纖維相互摩擦、與發生分層 的裝置的器壁或其它部分摩擦來實現。根據一實施方式，分層藉助於抽吸、混合、加熱、蒸汽 爆裂、加壓-減壓循環、撞擊粉碎、超聲波處理、微波爆裂、研磨及其組合來實現。在本文中 所公開的任何機械操作中，重要的是施加足夠能量以提供如本文所定義的微原纖多糖。根據一實施方式，使熱塑性微球膨脹並以預先膨脹的微球形式添加，或以未膨脹 的可熱膨脹微球的形式添加，所述可熱膨脹微球優選地通過在纖維素產品製造過程中(例 如，在施加熱的乾燥階段期間)或在單獨加工步驟中(例如，在圓筒型加熱器或層壓機中) 加熱而膨脹。可以在纖維素產品仍是溼的時或當其完全或幾乎完全乾燥時使微球膨脹。微 球優選以其水漿的形式添加，所述水漿任選地可含有需要供應至紙漿的其它添加劑。基於 纖維素產品的重量，所添加的熱塑性微球的量可以為例如大約0.01重量％至約10重量％， 例如約0. 05重量％至約10重量％，例如大約0. 1重量％至約10重量％、約0. 1重量％至 約5重量％、或約0. 4重量％至約4重量％。根據一實施方式，本文所述可熱膨脹的熱塑性微球包含包封推進劑的熱塑性聚 合物殼。推進劑優選為沸點溫度不高於熱塑性聚合物殼的軟化溫度的液體。在加熱時， 推進劑使內壓升高，同時殼軟化，導致微球的明顯膨脹。可膨脹及預先膨脹的熱塑性微 球都可以商標Expancel (Akzo Nobel)購得，且以各種形式出售，例如，乾燥的自由流 動粒子形式、水漿形式或部分脫水的溼餅形式。它們也充分描述於下述文獻中例如美 國專禾Ij 3615972、3945956、4287308、5536756、6235800、6235394 及 6509384 中；美國專利 申請公開 2005/0079352 ；EP 486080 及 EP 1288272 ；WO 2004/072160、WO 2007/091960 及W 2007/091961 ；及日本專利特許公開第1987-286534號、第2005-213379號及第 2005-272633 號。根據一實施方式，熱塑性微球的熱塑性聚合物殼優選由通過不飽和單體聚合所獲 得的均聚物或共聚物製成。這些單體可以例如為含腈單體，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈、α -乙氧基丙烯腈、反丁烯二腈或巴豆腈；丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯或丙烯酸 乙酯；甲基丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸乙酯；乙烯 基滷化物，例如氯乙烯；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯；乙烯基醚，例如烷基乙烯基醚(例如甲 基乙烯基醚或乙基乙烯基醚)；其它乙烯基單體，例如乙烯基吡啶；亞乙烯基滷化物，例如 偏二氯乙烯；苯乙烯類，例如苯乙烯、滷化苯乙烯或α -甲基苯乙烯；或二烯，例如丁二烯、 異戊二烯及氯丁二烯。也可以使用上述單體的任何混合物。根據一實施方式，熱塑性微球的推進劑包含烴，例如丙烷、丁烷、異丁烷、正戊烷、 異戊烷、新戊烷、己烷、異己烷、新己烷、庚烷、異庚烷、辛烷或異辛烷，或其混合物。除此之 外，也可使用其它烴類，例如石油醚，或氯化烴或氟化烴，例如氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、
二氯乙烯、三氯乙烷、三氯乙烯、三氯氟甲烷、全氟烴等。根據一實施方式，適於本發明的可膨脹熱塑性微球具有約1 μ m至約500 μ m、例如 約5 μ m至約100 μ m、或約10 μ m至約50 μ m的體積中值直徑。開始膨脹的溫度(稱作T開 始)優選為約60°C至約150°C，最優選為約70°C至約100°C。達到最大膨脹時的溫度(稱作 大)優選為約90°C至約180°C，最優選為約115°C至約150°C。根據一實施方式，適於本發明的預先膨脹的熱塑性微球具有約ΙΟμπι至約 120 μ m、最優選約20 μ m至約80 μ m的體積中值直徑。密度優選為約5g/dm3至約150g/dm3， 最優選為約10g/dm3至約100g/dm3。雖然預先膨脹的熱塑性微球本身可以購得，但也可以 通過未膨脹的可膨脹熱塑性微球的現場熱膨脹來提供，例如剛剛在添加至紙漿之前現場熱 膨脹，如果所述可膨脹微球具有低於約100°C的Tfffe，因而可將蒸汽用作加熱介質，則此過 程得到促進。根據一實施方式，添加至水懸浮液中的微原纖多糖與熱塑性微球的重量比在約 1 100至約200 1、例如約1 20至約40 1、或約1 5至約20 1、或約1 2至 約10 1、或約1 1至約8 1或、約2 1至約5 1範圍內。根據一實施方式，以任 何次序分開添加微原纖多糖和熱塑性微球。根據一實施方式，將微原纖多糖及熱塑性微球 作為預混物添加。根據一實施方式，所述預混物進一步包含至少一種聚電解質，例如陽離子 聚電解質。根據一實施方式，纖維素產品為層壓板。術語「層壓板」是指包含至少兩層紙和/ 或紙板的纖維素產品。然而，層壓板也可含有除紙和/或紙板外的其它材料的其它層，包 括一層或多層各種聚合物(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氯乙烯和/或聚偏二氯乙烯、聚 乙烯醇(PVOH)、聚乙烯乙烯醇共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物及纖維素酯)的薄膜，和/或 金屬層(例如鋁薄膜)、沉積SiOx(其中，0 < χ彡2)的聚合物薄膜、如US2006/135676中 進一步公開的摻二氧化矽的聚乙烯醇(PVOH)，或可充當氣體屏障且對水、蒸汽、二氧化碳和 氧具有低滲透性或無滲透性的金屬化聚合物薄膜。合適的氧屏障的實例包括乙烯乙烯醇 (EVOH)、聚偏二氯乙烯( ￥00、 々則聚丙烯腈)、鋁、金屬化薄膜(例如，聚對苯二甲酸亞丙 酯或聚對苯二甲酸亞乙酯的金屬化薄膜)、沉積SiOx的薄膜(其中，0 < χ <幻、摻有板狀 無機礦物的聚合物(例如，摻有粘土的聚合物)。根據一實施方式，層壓板為包裝層壓板，其包含至少一個纖維素層、至少一個液體 阻隔層及至少一個氣體阻隔層，所述紙或卡紙包含、優選至少在其邊緣處包含膨脹的或未 膨脹的可膨脹熱塑性微球。
根據一實施方式，纖維素產品為液體包裝層壓板，其包含三層紙或卡紙，其中優選 地至少中間層包含微原纖多糖和/或熱塑性微球。根據一實施方式，包裝層壓板在紙或卡紙基礎層的每一側上包含至少一個、優選 至少兩個液體阻隔層。液體阻隔層可由對水無滲透性或表現不顯著的滲透性的任何材料制 成。合適的材料包括下述聚合物聚乙烯(例如高密度或線性低密度聚乙烯)、聚丙烯、PVC、 聚酯(例如聚對苯二甲酸亞乙酯)及其物理或機械混合物。也可使用共聚物，例如乙烯與 丙烯的共聚物。可以任何已知方式(例如，各種層壓方法等等)來施用液體阻隔層。根據一實施方式，包裝層壓板可進一步包含氣體阻隔層，該氣體阻隔層優選在基 礎層與預計面向包裝內部的液體不可滲透的層之間。可使用對分子氧無滲透性或表現不顯 著的滲透性的任何材料。材料的實例包括金屬箔(例如鋁箔)、二氧化矽塗層(例如，如WO 2006/065196中所述以包含膠態二氧化矽和任選地各種添加劑的塗層組合物塗覆，或通過 等離子體沉積製造)。其它可能的材料包括聚合物，例如聚乙烯醇，或乙烯與乙烯醇的共聚 物。可以任何已知方式(例如，各種層壓方法等等)施用氣體阻隔層。根據一實施方式，本發明涉及一種用於製造包裝層壓板的方法，其包括向紙或卡 紙的紙頁或紙幅施用至少一個液體阻隔層和至少一個氣體阻隔層的步驟，所述紙或卡紙包 含、優選至少在其邊緣處包含膨脹或未膨脹的可膨脹熱塑性微球。根據一實施方式，纖維素產品是由包裝層壓板製成的用於食品或飲料產品的密封 包裝，所述包裝層壓板包含至少一個紙或卡紙的基礎層和至少一個液體阻隔層、和優選地 至少一個氣體阻隔層，所述紙或卡紙包含、優選至少在其邊緣處包含膨脹或未膨脹的可膨 脹熱塑性微球。根據一實施方式，在單層纖維素產品中，克重為大約40g/m2至大約1500g/m2，例 如為約60g/m2至約700g/m2，或約80g/m2至約600g/m2，例如為約90g/m2至約500g/m2，或 約100g/m2至約500g/m2。密度優選為約100kg/m3至約1200kg/m3，例如為約150kg/m3至約 1000kg/m3，或約 200kg/m3 至約 800kg/m3。根據一實施方式，在具有兩層紙板的纖維素產品中，每層的克重為約25g/m2至約 750g/m2，例如為約50g/m2至約400g/m2，或約100g/m2至約300g/m2。兩個層的密度優選為約 300kg/m3 至約 1200kg/m3，最優選為約 400kg/m3 至約 1000kg/m3，或約 450kg/m3 至約 900kg/ m3。總克重優選為約50g/m2至約1500g/m2，最優選為約100g/m2至約800g/m2，或約200g/m2 至約600g/m2。總密度優選為約300kg/m3至約1200kg/m3，最優選為約400kg/m3至約1000kg/ m3,或約 450kg/m3 至約 900kg/m3。根據一實施方式，在具有三個或更多層的纖維素產品中，外層具有約10g/m2至約 750g/m2、例如約20g/m2至約400g/m2、或約30g/m2至約200g/m2的克重。外層的密度優選 為約300kg/m3至約1200kg/m3，最優選為約400kg/m3至約1000kg/m3，或約450kg/m3至約 900kg/m3。中間層或非外層優選具有大約10g/m2至大約750g/m2、最優選大約25g/m2至大約 400g/m2、或約50g/m2至約200g/m2的克重。中間層或非外層的密度優選為約10kg/m3至約 800kg/m3，最優選為約50kg/m3至約700kg/m3，或約100kg/m3至約600kg/m3。總克重優選為 約30g/m2至約2250g/m2，最優選為約65g/m2至約800g/m2，或約110g/m2至約600g/m2。總 密度優選為大約100kg/m3至大約1000kg/m3，最優選為大約200kg/m3至大約900kg/m3，或約 400kg/m3 至約 800kg/m3。
根據一實施方式，纖維素產品具有分別提供液體和氣體阻隔的獨立的層，但在一 實施方式中，液體阻隔層和氣體阻隔層由既具有液體阻隔性質又具有氣體阻隔性質的材料
的單一層提供。根據一實施方式，可以如下製造多層纖維素產品在一個或若干個紙幅形成單元 中獨立地形成各個層，並然後在溼狀態中將它們疊放在一起。合適等級的本發明多層纖維 素產品的實例包括包含三至七層包含纖維素纖維的多層纖維素產品，且所述纖維素層中至 少一層包含熱塑性微球及微原纖多糖。在具有三個或更多層的多層纖維素產品中，例如至 少一個中間層包含熱塑性微球及微原纖多糖。根據一實施方式，可形成至少一個纖維素產品層，且在將其層壓至另一層之前，在 單獨階段中進行壓制。在壓制階段後，可在例如具有或不具有乾燥金屬絲/毛毯的圓筒型 乾燥機、空氣乾燥機、金屬帶等的常規乾燥設備中將層壓板乾燥。在乾燥後或在乾燥過程 中，可用另一層覆蓋層壓板。根據一實施方式，水懸浮液含有源自化學紙漿(例如，硫酸鹽紙漿(牛皮紙漿)及 亞硫酸鹽紙漿、有機溶劑紙漿)的纖維素纖維；回收纖維；和/或機械紙漿，包括例如盤磨 機械紙漿(RMP)、加壓盤磨機械紙漿(PRMP)、預處理盤磨化學鹼性過氧化物機械紙漿(P-RC APMP)、熱法機械紙漿(TMP)、熱法機械化學紙漿(TMCP)、高溫TMP (HT-TMP) RTS-TMP、鹼性過 氧化物紙漿(APP)、鹼性過氧化物機械紙漿(APMP)、鹼性過氧化物熱法機械紙漿(APTMP)、 熱磨紙漿(thermopulp)、磨木紙漿(GW)、磨石磨木紙漿(SGW)、壓力磨木紙漿(PGW)、超高 壓磨木紙漿(PGW-S)、熱磨木紙漿(TGW)、熱磨石磨木紙漿(TSGW)、化學機械紙漿(CMP)、 化學盤磨機械紙漿(CRMP)、化學熱法機械紙漿(CTMP)、高溫CTMP (HT-CTMP)、亞硫酸鹽改 性的熱法機械紙漿(SMTMP)、排出CTMP(reject CTMP, CTMPk)、磨木CTMP(G-CTMP)、半化學 紙漿(SC)、中性亞硫酸鹽半化學紙漿(NSSC)、高產率亞硫酸鹽紙漿(HYQ、生物機械紙漿 (BRMP)，根據OPCO法、爆破製漿法、Bi-Vis法、稀釋水磺化法(DWS)、磺化長纖維法(SLF)、 化學處理的長纖維法(CTLF)、長纖維CMP法(LFCMP)及其變型及組合製造的紙漿。該紙漿 可為漂白或本色紙漿。根據一實施方式，所述水懸浮液含有機械紙漿、再生紙漿和/或牛皮 紙漿。纖維素纖維可衍生自硬木、軟木物種和/或非木材。硬木及軟木的實例包括樺樹、 山毛櫸、白楊(例如，歐洲山楊)、赤楊、桉樹、楓樹、相思樹、混合熱帶硬木、松樹(例如，火炬 松)、冷杉、鐵杉、落葉松、雲杉(例如，黑雲杉或挪威雲杉Norway spruce)及其混合物。非 木本植物原材料可由例如穀類作物的秸杆、麥秸、薦草(reed canary grass)、蘆葦、亞麻、 大麻、洋麻、黃麻、薴麻、種子、衿麻、蕉麻、椰棕、竹、蔗渣或其組合提供。根據一實施方式，水懸浮液的纖維素纖維衍生自硬木和/或軟木物種。根據一實施方式，由根據本文所述任一方法或用於獲得化學紙漿的其它常規方法 獲得的化學紙漿製造纖維素產品的至少一個外層。紙漿可經漂白或未漂白。根據一實施方式，形成包含至少三層的層壓板，例如紙板，例如液體包裝紙板，其 中該產品是通過將內層與其它層直接或間接地接合而獲得，其中所述內層由包含微原纖多 糖及任選地熱塑性微球的水懸浮液形成，所述其它層與內層的各側面接合，由具有或不具 有微原纖多糖及任選地熱塑性微球的水懸浮液製得。可形成其它層，例如阻隔層，並將其接合至所述外層上。所述層中的任何層也可經塗布，以改進例如層壓板的可印刷性。根據一實施方式，任何經塗布或未經塗布的層又可塗 覆有塑料或聚合物層。這種塗覆可進一步減少液體滲入，並提高產品的熱密封性。根據一實施方式，由機械和/或化學紙漿(其根據本文所述任何方法或用於獲得 紙漿的其它常規方法由木漿或非木紙漿獲得)製造層壓板的至少一層。根據一實施方式， 以紙漿總重量計，由至少約40重量％、例如至少約50重量％、例如至少約60重量％、或至 少約75重量％的機械紙漿製造所述層。紙漿可以經漂白或未漂白。根據一實施方式，水懸浮液具有約0. 01重量％至約50重量％、例如約0. 1重量％ 至約25重量％、或約0. 1重量％至約10重量％的量的纖維素纖維稠度。根據一實施方式，水懸浮液含有常規類型的礦物填料，例如高嶺土、粘土、二氧化 鈦、石膏、滑石以及天然和合成的碳酸鈣，例如白堊、地面大理石、地面碳酸鈣和沉澱的碳酸 鈣。水懸浮液也可含有常規類型的造紙添加劑，例如濾水及保留化學品、幹強度劑、上漿劑， 例如基於松香、烯酮二聚體、烯酮多聚體、烯基琥珀酸酐等的上漿劑。纖維素產品可進一步包含在脫水前添加至紙漿中的溼強度劑。合適的溼強度劑包 括聚胺表滷代醇、聚醯胺表滷代醇、聚氨基醯胺表滷代醇、脲/甲醛、脲/三聚氰胺/甲醛、 苯酚/甲醛、聚丙烯醯胺/乙二醛縮合物、聚乙烯胺、聚氨基甲酸酯、聚異氰酸酯的樹脂及其 混合物，其中聚氨基醯胺表氯醇(PAAE)尤其優選。根據一實施方式，可以以每噸纖維素產品約0. Ikg至約30kg、例如每噸紙漿約 0. 5kg至約IOkg的量添加溼強度劑和幹強度劑。根據一實施方式，可以以每噸纖維素產品 約0. Ikg至約10kg、例如約0. 5kg至約4kg的量添加上漿劑。可以以常規方式和量向水懸 浮液添加其它造紙化學品。根據一實施方式，將本發明應用於製造含木漿紙或紙板和/或基於回收纖維的紙 或紙板、不同類型的書及新聞紙的造紙機上，和/或製造含非木漿印刷紙和書寫紙的造紙 機上。根據一實施方式，本發明進一步涉及包含本文所述的微原纖多糖及熱塑性微球的 組合物。根據一實施方式，該組合物是水性的。根據一實施方式，組合物中微原纖多糖與熱 塑性微球的重量比為約1 100至約200 1，例如約1 20至約40 1，或約1 5至 約20 1，或約1 2至約10 1，或約1 1至約8 1，或約2 1至約5 1。根據一實施方式，本發明進一步涉及該組合物在纖維素產品的製造中的用途。本發明還涉及可通過本文所述的方法獲得的纖維素產品。本發明還涉及包含微原 纖多糖及熱塑性微球的纖維素產品。本發明還涉及包含微原纖多糖的單層纖維素產品。本 發明還涉及包含微原纖多糖及任選地熱塑性微球的單層纖維素產品。根據一實施方式，纖維素產品中微原纖多糖與熱塑性微球的重量比為約1 100 至約200 1，例如約1 20至約40 1，或約1 5至約20 1，或約1 2至約10 1， 或約1 1至約8 1，或約2 1至約5 1。根據一實施方式，該組合物包含電解質，例 如陽離子電解質。根據一實施方式，該纖維素產品可以是本文中獲得的任何纖維素產品，包括它們 的任何性質。例如，克重可在本文所述範圍內。根據一實施方式，纖維素產品可以包含本文 所述的任何紙漿，尤其是機械紙漿、再生紙漿和/或牛皮紙漿。本發明還涉及纖維素產品的用途，例如，用作液體包裝紙板、摺疊紙板或掛麵紙。根據一實施方式，該產品以包裝層壓板的形式使用，該包裝層壓板可用於製造液體、食品或 非食品產品的密封包裝。根據一實施方式，本發明涉及纖維素產品用於製造密封包裝的用 途，該密封包裝的製造包括下述步驟由包裝層壓板形成容器，用食品或飲料產品填裝該容 器，和密封該容器，其中所述包裝層壓板包含至少一個紙或卡紙的基礎層及至少一個液體 阻隔層，及優選至少一個氣體阻隔層，所述紙或卡紙包含、優選至少在其邊緣處包含膨脹或 未膨脹的可膨脹熱塑性微球。在一實施方式中，所述纖維素產品用於包裝在填裝包裝並且密封后不需要熱處理 的食品。通常，這些包裝用於飲料，例如牛奶、果汁及其它軟飲料、湯及西紅柿製品。在另一實施方式中，所述纖維素產品包裝用於食品或飲料，其中經填充並密封的 包裝可經熱處理以增加內含物的保存期。這些包裝可用於所有種類的食品，尤其是傳統上 封裝於馬口鐵罐中的食品，且所述包裝將在本文中稱作可殺菌包裝，且因此所述材料將在 本文中稱作可殺菌包裝層壓板或可殺菌紙板。可殺菌包裝層壓板的所需性質包括在高溫及 高壓(例如，約110°c至約150°C )下承受飽和蒸汽處理達約30分鐘至約3小時時間的能 力。本發明經過這些描述，顯而易見的是，可以許多方式改變本發明。下述實施例將進 一步說明如何在不限制本發明保護範圍的情況下實施所描述的本發明。如果沒有另行說明，則所有份數和百分比都指重量份和重量百分比。實施例1A)使用動態紙頁成形器(Formette Dynamic,瑞典Fibertech AB供應)，由 Timsfors強韌箱板紙(Shopper Riegler 47)製造具有大約170g/m2的克重的單層纖維素 產品(Al)。在動態紙頁成形器中，從混合槽抽吸紙漿(紙漿稠度0.5%，傳導率2000 μ m/ s, pH 7)經由橫向噴嘴噴入轉鼓內噴在金屬網頂部上的水膜上，對紙漿進行排水而形成紙 頁，壓制並乾燥該紙頁，由此製成紙頁。在抽吸和紙頁形成前添加至懸浮液中的化學品的量 (以纖維素產品的重量計)及添加時間(單位秒)如下表權利要求
1.製造纖維素產品的方法，包括(i)提供纖維素纖維的水懸浮液；( )添加微原纖多 糖；(iii)添加熱塑性微球；(iv)將所述懸浮液脫水並形成纖維素產品。
2.製造單層纖維素產品的方法，包括(i)提供纖維素纖維的水懸浮液；( )向所述懸 浮液添加衍生自軟木和/或硬木的微原纖多糖，並任選地添加熱塑性微球；(iii)將所述懸 浮液脫水並形成纖維素產品。
3.根據權利要求1或2的方法，其中微原纖多糖與熱塑性微球的重量比為約1 100 至約200 1。
4.根據權利要求1至3任一項的方法，其中基於纖維素產品的重量，所述微原纖多糖以 約0. 1重量％至約50重量％的量添加。
5.根據權利要求1至4任一項的方法，其中所述微原纖多糖是微原纖纖維素。
6.根據權利要求1及3至5任一項的方法，其中所述微原纖纖維素衍生自硬木和/或 軟木。
7.根據權利要求1至6任一項的方法，其中基於纖維素產品的重量，所述熱塑性微球以 約0. 01重量％至約10重量％的量添加。
8.根據權利要求1至7任一項的方法，其中所述纖維素產品是卡紙。
9.根據權利要求1至8任一項的方法，其中所述懸浮液包含機械紙漿、再生紙漿和/或 牛皮紙漿。
10.根據權利要求1至9任一項的方法，其中所述纖維素產品是單層紙板。
11.根據權利要求1及3至10任一項的方法，其中微原纖多糖及熱塑性微球以預混物 形式添加。
12.組合物，包含微原纖多糖及熱塑性微球。
13.根據權利要求12的組合物，其中該組合物是水性的。
14.根據權利要求12或13的組合物，其中微原纖多糖與熱塑性微球的重量比為約 1 100 至約 200 1。
15.根據權利要求12至14任一項的組合物的用途，用於製造纖維素產品。
16.可通過根據權利要求1至11任一項的方法獲得的纖維素產品。
17.纖維素產品，包含微原纖多糖及熱塑性微球。
18.單層纖維素產品，包含衍生自軟木和/或硬木的微原纖多糖。
19.根據權利要求17或18的纖維素產品，其中所述產品是紙板或卡紙。
20.根據權利要求16、17及19任一項的纖維素產品，其中該纖維素產品是單層產品。
21.根據權利要求16至20任一項的纖維素產品，其具有約90g/m2至約500g/m2的克重。
22.根據權利要求16、17、19及20任一項的纖維素產品，其中所述微原纖多糖衍生自軟 木和/或硬木。
23.根據權利要求16至22任一項的纖維素產品，其中該纖維素產品含有機械紙漿、再 生紙漿和/或牛皮紙漿。
24.根據權利要求16至23任一項的纖維素產品，其中基於纖維素產品的重量，該產品 含有約0. 1重量％至約50重量％的量的微原纖多糖。
25.根據權利要求16至M任一項的纖維素產品，其中基於纖維素產品的重量，該產品含有約0. 01重量％至約10重量％的量的熱塑性微球。
26.根據權利要求16至25任一項的纖維素產品的用途，用作液體包裝紙板、摺疊紙板 或掛麵紙。
全文摘要
本發明涉及製造纖維素產品的方法，其包括(i)提供纖維素纖維的水懸浮液；(ii)添加微原纖多糖；(iii)添加熱塑性微球；(iv)將所述懸浮液脫水並形成纖維素產品。本發明還涉及製造單層纖維素產品的方法，其包括(i)提供纖維素纖維的水懸浮液；(ii)向所述懸浮液添加衍生自軟木和/或硬木的微原纖多糖，並任選地添加熱塑性微球；(iii)將所述懸浮液脫水並形成纖維素產品。本發明進一步涉及可自所述方法獲得的纖維素產品。本發明還涉及包含微原纖多糖及熱塑性微球的組合物及其用途。
文檔編號D21H21/54GK102066663SQ200980122932
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月15日 優先權日2008年6月17日
發明者A·M·海涅松-許爾滕, F·索爾哈哥, J·桑德斯特倫 申請人:阿克佐 諾貝爾股份有限公司