專利名稱：：含有微片晶纖維素顆粒的紙板的制作方法含有微片晶纖維素顆粒的紙板該非臨時申請基于2006年9月12日提交的美國臨時申請系列號為No.60/825,311的提交日，其在此引入作為參考，已在其提交日的12個月之內提交，并根據(jù)35USCgl.l9(e)要求其優(yōu)先權。
背景技術：
：造紙工藝通常包括將由網(wǎng)前箱(headbox)獲得的纖維素纖維的稀的水漿料傳送至移動篩(即大家所熟知的長網(wǎng))上，以通過該篩從漿料中排水，使得形成充分固化的纖維墊，然后使用施膠壓榨擠壓纖維墊，其中墊中剩余的大量的水通過滾距(rollnip)擠壓除去，最后將得到的墊通過造紙機的干燥段使剩余的水分熱力學地除去。紙基產(chǎn)品例如紙和紙板通常被涂布以提高其表面性質。紙的涂布通常需要復雜和昂貴的設備且其通常從造紙工藝離線進行。結果，涂布步驟對紙的生產(chǎn)工藝增加了顯著的成本。為了充分提高紙的表面性質，通常所需的涂層重量為約2-6lb/1000ft2。因為低的涂層重量一般地是不夠均勻以提供表面性質的所需的改善，通常需要如此高的涂層重量水平。這種相對高的涂層重量不僅充分提高了紙的生產(chǎn)成本，而且同樣提高了紙的基本重量并因此提高了紙的運輸成本。紙板一般具有的厚度大于0.3mm,層厚(caliper)的范圍約0.3mm至約1.2mm,基礎重量范圍為約120g/m2至約500g/m2。紙板通常被分類成5個等級固體漂白硫酸鹽，涂布的未漂白牛皮紙，粘土涂布的新聞紙，折疊紙板和未涂布的再生硬紙板。當用于包裝應用時，為了高的印刷質量，經(jīng)常需要包裝紙板具有優(yōu)良的表面性質。因此，包裝紙板通常用顏料基配方來涂布。為了賦予不透明性，包裝紙板通常用不透明的顏料如在顏料粘合劑中的二氧化鈦和粘土來涂布。木制纖維之間的表面間隙在50-100pm范圍內，而不透明顏料的尺寸小于lpm。為了填充纖維的空隙和形成平滑的紙板表面，需要高標準的不透明顏料，這極大增加了紙板生產(chǎn)的成本。另外，由于遮光顏料比纖維素致密，它們往往增加紙板的基礎重量從而導致高的運輸費用。此外，這種提高表面印刷質量的方法在多數(shù)情況下以損害包裝紙板的強度性能如彎曲力和拉伸剛性為代價而實現(xiàn)的。為提高紙板的表面性質例如平滑度、不透明性、適印性而不降低物理性能且不顯著增加生產(chǎn)成本，已經(jīng)作出了持續(xù)的努力。美國專利No.6,645，616披露了具有提高的表面和強度性能的適于用作飲料包裝或包裝紙板的層壓紙板。該層壓紙板通過將輕質涂布的未經(jīng)印刷的白紙層壓至未漂白的或漂白的紙板基底上制成。在美國專利申請No.2003/0,091,762中，通過層壓薄的漂白纖維紙至未漂白的紙板基底上制造白表面紙板。這些方法對于紙板生產(chǎn)過程需要額外的步驟，例如離線涂布和層壓，因此增加了生產(chǎn)成本。美國專利申請No.2005/0,039,871披露了將多層幕簾用于單步涂布操作來降低生產(chǎn)成本。另外一種降低生產(chǎn)成本的途徑是通過使用低成本填料代替二氧化鈦顏料來提高不透明性和表面平滑度。美國專利申請No.2006/0,065,379教導使用低成本的礦物填料、漂白的纖維和粘合劑來制造白頂紙板。美國專利申請No.2004/086,626在涂料配方中使用機械研磨纖維作為低成本空隙填料來生產(chǎn)優(yōu)良的印刷紙。在美國專利No.4,888,092中，具有可通過100目篩網(wǎng)的顆粒尺寸的含有少于25%的纖維和纖維碎片的，并含有至少50重量％的木射線細胞的紙漿細纖維被施加在原紙頁的表面上形成一層來提高紙的表面平滑度。使用超細纖維來填充纖維空隙并產(chǎn)生平滑的紙板表面已經(jīng)被開發(fā)過。PCT專利申請No.2004/087,411和美國專利申請No.2004/223,040披露了將納米直徑的電紡絲制纖維應用到紙板表面。然而，該方法一般地對于紙板的商業(yè)化生產(chǎn)過于昂貴。微晶纖維素(MCC)已經(jīng)被用于填充表面空隙及提供平滑表面(美國專利No.7,037,405;美國專利申請No.2005/2,39,744;PCT專利申請No.2006/034,837)。美國專利No.7,037,405披露了用組織化MCC懸浮液處理的紙板表面表現(xiàn)出改善了的強度和表面適印性。所披露的組織化MCC通過酸水解低等的纖維漿如南方松木和其它化學針葉樹材木漿，接著通過機械組織纖維分離制得。然而，由于這類組織化MCC實質上從酸預萃取的具有高a-纖維素含量的纖維素纖維分離并提純，生產(chǎn)MCC是十分昂貴的。為了控制流變性，MCC懸浮液必須被配制成具有淀粉(漿粉，starch)或其它粘度調節(jié)劑的懸浮液，使得懸浮液可以被施加到紙和紙板的表面。微原纖化的纖維素(MFC)已經(jīng)被研究用于紙板的表面處理6以提高表面特性。PCT專利申請NO.2004/055,267教導使用從纖維的酶處理獲得的MFC來改善包裝材料的表面適印性而不會損害強度性質?？墒?，所得到的酶MFC懸浮液是不穩(wěn)定的，必須用羧甲基纖維素進行分散和穩(wěn)定。此外，需要羧曱基纖維素以改善MFC懸浮液的流變性能，使得MFC懸浮液能夠被涂到包裝材料的干的表面。美國專利Nos.4,861,427和5,637,197教導細菌纖維素MFC用于表面處理的應用。與MCC相類似，MFC相對昂貴。目前，以生產(chǎn)規(guī)模制造MFC仍然是一個挑戰(zhàn)。美國專利No.4,474,949披露了離散的片狀物形式的微原纖纖維素，也被稱為微片晶(microplatelet)纖維素顆粒(MPC)。這些MPC顆粒通過機械處理(打漿)纖維素纖維的稀的水性分散體至至少纖維素纖維的次生壁的最外面基本完全碎裂成微原纖形式的程度來生產(chǎn)。經(jīng)打漿的分散體隨后被冷凍干燥。所得到的MPC顆粒具有高吸附能力和液體保持力，致使它們適合用于吸收產(chǎn)品例如用于吸收體液的衛(wèi)生巾、尿布、敷料及其類似物。日本專利申請No.2004/230,719披露了具有寬度為1-50,、長度為l-50iim及厚度為0.1-10nm的MPC。這些易于取向和均勻分散的MPC顆粒通過研磨纖維素物質得到。合成聚合物、脂肪酸和水或有機溶劑的混合物可與纖維素物質一起機械研磨。合成聚合物可以是多元醇、聚醚、聚烯烴和聚酰胺。適用于研磨方法的有機溶劑包括鏈烷烴、醇、酮、醚和芳香烴。由于所得到的MPC是無味和無嗅的，它們可用作用于增稠，改善保水性和增加觸覺的食品添加劑。此外，它們可^f皮用作藥物和化妝品的填料。由于用于涂層的顏料的量通常與在其上被涂布的基底的平滑度有關。幾種方法已經(jīng)被用來提高紙板的平滑度，并因此降低所需的不透明顏料的量。干或濕法壓光制得的紙板具有增強的表面平滑度。在壓光過程中，紙板結構被壓縮導致厚度減小(即，降低層厚)。層厚和彎曲剛度之間的關系如方程所示Sb=t3xE/12其中Sb為彎曲剛度(stiffness);E為彈性^t數(shù)；和t為厚度或層厚。紙板的彎曲剛度性能與紙板厚度的立方直接相關。通過壓光導致層厚厚度的減少提高了紙板的表面平滑度，并由此極大地減小了彎曲剛度。另外，濕法壓光由于需要使紙板再濕和再干，常常使機器的速度降低。對于包裝應用，除表面平滑度外，需要紙板具有幾種性能適于高的印刷質量和美感外觀，例如高的彎曲剛度和極好的強度。高的彎曲剛度提供剛性且堅固的包裝紙板。而且，對于在包裝機械上優(yōu)良的運轉性能來說需要高的彎曲剛度，特別是對于高速的印刷和加工。這在紙板飲料包裝如牛奶或果汁紙盒中為防止膨脹同樣是;[艮重要的。若干方法已經(jīng)被用于提高紙板的彎曲剛度，但是這些改進一般地是以紙板的其它性質作為代價的。蓬松劑(bulkingagent)可被加至紙板中以提高彎曲剛度。然而，蓬松劑同樣使紙板的抗拉強度降低，這是由于這些原料的脫粘作用。當用于包裝應用時，對于紙板希望具有高的強度。提高包裝紙板強度性能的一般方法導致不合需要的紙板密度的增加。美國專利No.6，322，667教導使用過熱蒸汽來改善紙板的干抗拉強度而基本不增加紙板密度。紙板在過熱蒸汽中干燥而不是在空氣中或如常規(guī)地在空氣中熱的金屬表面上進行干燥。然而，該方法對于紙板生產(chǎn)中所使用的紙漿的類型相當敏感。由純的機械紙漿制造的紙板表現(xiàn)出明顯改善的干拉伸性質和強度而沒有增加板密度。相反，由純的化學紙漿制造的紙板例如牛皮紙在過熱蒸汽中干燥后沒想顯示出強度上的任何增加。不幸地是，提高包裝紙板的一種性能的成就通常是以其它所需性能為代價得到的。例如，壓光改善了紙板的表面平滑度但使損害彎曲剛度和強度。因此，仍然有對具有提高的表面平滑度和其它美學性質而不損害彎曲剛度和強度包裝紙板的需要，反之亦然。另外，對包裝紙板賦予提高的表面平滑度和其它美學性質、彎曲剛度或強度，而保持其它所需性能的方法是有益的。
發(fā)明內容本發(fā)明涉及含有微片晶纖維素顆粒的紙板，其具有改善的表面平滑度、美學性質、彎曲剛度和強度性能。當微片晶纖維素顆粒用于紙板的表面處理時，微片晶填充在紙板表面上的纖維之間的空隙。結果，處理后的紙板具有提高的強度和表面性質如平滑度、不透明性、涂層保持性和適印性而不損害彎曲剛度。此外，本發(fā)明涉及改善紙板強度、表面平滑度和/或彎曲剛度而不需要增濃，同時保持其它所需性能的方法。圖1為本發(fā)明的微片晶纖維素顆粒(MPC)的SEM圖像。圖2為本發(fā)明的微片晶纖維素顆粒(MPC)的另一個SEM圖。圖3表示在不同MPC顆粒水平0、1.4和2.8lb/1,000ft2下DSF手抄紙作為次級層(secondarylayer)在6x放大倍數(shù)下的顯微圖像。圖4表示在200x放大倍數(shù)下紙板的SEM表面負像，該紙板具有軟木基層和次級層，該次級層(A)不含MPC顆粒，且(B)所含的MPC顆粒為1lb/l，000ft2，在造紙過程中MPC顆粒在次級流漿箱(secondaryhead)力口入。圖5表示在200x放大倍數(shù)下紙板的SEM橫截面負像，該紙板具有軟木基層和次級層，次級層(A)不含MPC顆粒，且(B)所含的MPC顆粒為1lb/1,000ft2,在造紙過程中MPC顆粒在次級流漿箱加入。圖6為表示本發(fā)明的含有MPC顆粒的紙板的亮度和平滑度之間的關系曲線圖。圖7為表示用不同的膠料配方施膠壓榨的并在不同壓力水平0、50和100pli壓光的紙板的謝菲爾德(Sheffield)表面平滑度和泰伯(Taber)剛度之間的關系曲線圖。圖8為表示用不同的涂料配方刮刀涂布的并在不同壓力水平0、50和100pli壓^的紙板的Sheffield表面平滑度和Taber剛度之間的關系曲線圖。發(fā)明詳述下面的詳細說明舉例說明了本發(fā)明的具體實施方式；然而，其并非以任何方式有意限制所附權利要求的范圍。本發(fā)明的微片晶纖維素MPC顆?？梢酝ㄟ^使纖維漿的懸浮液在大氣壓下在溫度范圍約20QC至約95QC通過高摩擦研磨機或砥石研磨機獲得。纖維漿重復經(jīng)過多次研磨過程，每通過一次后使用MicrotracX-100Tri-Laser-System,—種激光散射粒度分析儀來測定所得到的水性懸浮液中MPC的體積平均粒度。圖1和2為所披露的MPC的干態(tài)的SEM圖。本發(fā)明的MPC所具有的體積平均粒度范圍為從約20微米至約150微米，數(shù)均粒度范圍為從約5微米至約20微米，且第95百分位數(shù)的體積平均粒度不超過約300微米。第95百分位數(shù)的體積平均粒度—皮定義為全部MPC的95%的體積平均粒度。所4皮露的MPC的粒度可以是不同的，依賴于目標最終用途應用。MPC顆粒的濃度一般為約2%至約3%固體，但依據(jù)所選的應用可以生產(chǎn)更高或更低百分比的固體的MPC顆粒。MPC的保水值通過將50ml的1.5%固體的MPC水溶液在室溫下放入離心分離管中進4亍測定。所使用的管為30mm直徑xl00mm長度，具有50ml的刻度體積。填充的管使用IECCL2離心分離機(1500G)在3000rpm下離心分離15分鐘。將管小心地從離心分離;f幾移出，測量在清澈水相與不透明MPC層之間的界面的體積。然后輕輕倒出水相并將MPC層在烘箱中在105°C下干燥48小時以測定MPC的重量。使用如下等式來計算保水值保水值=ml(管中沉淀物的體積)/g(MPC的O.D.重量)本發(fā)明的MPC可具有的保水值范圍從約5ml/g至約80ml/g。不同天然來源的纖維素纖維可用于本發(fā)明。這些包括，但并不限于軟木纖維、硬木纖維、棉纖維、細莖針草、蔗渣、大麻、亞麻和蔬菜基纖維，如甜菜和柑橘類紙漿。木材紙漿可通過化學處理，如硫酸鹽(Kraft)、亞硫酸鹽和硫酸鹽方法制得；機械紙漿例如磨木漿和熱機械紙漿；及它們的組合。纖維紙漿在經(jīng)受高摩擦研磨過程之前可以被改性。可以應用幾種改性方法包括，但并不限于化學改性、酶處理、機械處理和它們的組合。此外，合成纖維和/或填充劑例如粘土或二氧化鈦可與纖維紙漿結合進行高摩擦研磨。本發(fā)明的MPC顆粒可^L用于紙板和/或用于紙板的底涂層中的次級層的表面處理。表面處理可通過本領域所熟知的各種技術來完成。這些技術包括，但并不限于施膠壓榨、輥涂、刮刀涂布、桿式涂布、噴涂、幕式淋涂，并通過紙板機器上的網(wǎng)前箱形成表面層。在本發(fā)明的一種實施方案中，所披露的紙板含有MPC的量的范圍為每1，000ff的紙板約0.101b至約201b。在本發(fā)明的一種實施方案中，所4皮露的紙板含有MPC的量的范圍基于紙板的總重量為約0.1%至約50%。在本發(fā)明的一種實施方案中，所披露的紙板含有的MPC的MD-CD幾何平均Taber剛度值為約25g-cm至約500g-cm。紙板底涂層的次級層中的MPC由含有軟木紙漿的初生層(primarylayer)和含有軟木紙漿及不同量的MPC顆粒的次級層組成的手抄紙通過使用動態(tài)紙頁形成器(DSF)制成。在次級層中僅僅含有軟木漿(0%MPC)的DSF紙頁被用來作為對照物。MPC顆粒以次級層總重的2.5%和5%#:加至次級層，其分別與1.4和2.8lb/1,000ftM目關聯(lián)。所獲得的含有不同水平MPC顆粒的DSF手抄紙對多孔性、不透明性、抗拉強度和平滑度進行了評價。(i)孔隙度性質DSF紙頁的多孔性依照TAPPI方法T460om-96,使用Gurley孔隙度儀來測定。Gurley孔隙度(以秒)測量空氣透過DSF紙頁所需的時間。Gurley孔隙度值的增加表明由于紙頁孔隙度的減少透過紙頁的空氣透過性降低。(表I)表I<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在次級層(2.8lb/1,000ft2)中含有5%MPC顆粒的DSF紙頁表現(xiàn)出在紙板孔隙度上超過5倍的降低，表現(xiàn)為Gurley孔隙度從不含MPC顆粒的DSF紙頁的140秒增加至對于含有2.8lb/1,000ft2的MPC顆粒的紙頁的790秒。(表I)當應用于DSF紙頁的次級層中時，MPC顆粒填充纖維空隙并在處理過的紙頁表面上形成非常平滑的層。(圖3)結果，與非-MPC改性紙板相比，在更低的涂層重量下MPC表面改性的紙板具有改善的表面平滑度，更高的不透明性和亮度。(ii)不透明性對于不透明性，在次級層中含有不同水平的MPC顆粒的DSF手抄紙在20巴壓力和125^溫度下進行壓光，隨后用含有基于總固體量的約80%粘土的顏料涂料配方進行表層涂布。顏料涂層通過使用No.5和No.12繞線桿(wire-woundrod)被施加到紙板表面。DSF紙頁的亮度通過使用由TechnidyneCorporation生產(chǎn)的MicroS-5亮度計進行測量。僅僅具有底涂層的DSF紙頁被用來作為對照物。(表II)表n<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>當MPC顆粒;故加至DSF紙頁的次級層時，與作為對照物的紙頁相比，甚至在減低涂層水平的情況下，涂布后的紙頁的亮度增加。當MPC顆粒被用于次級層時，MPC填充軟木基層的表面空隙，由此改善涂層性能。(iii)抗拉強度性質對在次級層中含有不同水平的MCP顆粒的DSF手抄紙的抗拉強度性質在MD和CD方向進行了測定。被涂布的次級層的類型對于MD:CD比在從2.4至3.0的范圍內沒有明顯的影響。當MPC顆粒被用作為次級層時模量極大地增加。在紙頁的次級層中加入7.5°/。的MPC顆粒使;漢量從617升至806Kpsi(增加30%),表明紙頁的強度可通過在紙頁的次級層中加入MPC顆粒來增加。(表III)表m<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>MPC可以與纖維紙漿混合并在造紙過程中在次級流漿箱#皮加至紙玲反。(i)表面分析對具有軟木基層和含有木漿和MPC顆粒的次級層的紙板拍攝SEM表面負像和橫截面負像，其中MPC顆粒在造紙過程中被加在次級流漿箱中(圖4和5)。該SEM圖像證實MPC顆粒通過在表面上形成半連續(xù)的膜填滿紙板表面上纖維與纖維之間的空隙。在紙板表面上形成的MPC膜的厚度為約2pm。(ii)抗拉強度和孔隙度含有約1lb/1,000f一MPC顆粒的MPC改性紙板與不含MPC顆粒的紙板相比在抗拉強度上增加47%且彈性模量增加33%?？紫抖鹊臏y量表明在空氣滲透性方面降低了約10倍；Gurley孔隙度從不含MPC顆粒紙板的僅僅4秒/100cc空氣至MPC修飾紙板的約42秒/100cc。MPC在造紙工藝的不同位置的施用本發(fā)明的MPC顆?？赏ㄟ^使用多種施用方法^皮施用于造紙工藝的濕部的不同階段。它們可以與次級層的硬木纖維的混合物被加至造紙過程的次級流漿箱中或單獨(沒有硬木纖維)被加至軟木基層。此外，所纟皮露的MPC可通過使用一般的紙涂布設備如條縫涂布、幕式涂布機和噴霧涂布應用于造紙過程的濕部或干部的紙板。TiO2表層涂布-MPC底涂層紙板的平滑度使用派克印刷平滑度(ParkerPrintSmoothness)(PPS-10)依照TAPPI方法T555pm-94\進行測定，其中較低的PPS-10數(shù)代表紙板的較高的平滑度。紙板的亮度使用由Technidyne公司生產(chǎn)的MicroS-5亮度計進行測定，其中紙板的亮度相對于亮度值增加。(表IV)表IV<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>附圖6表示紙板的亮度和平滑度之間的關系。另外，本發(fā)明的Ti02表層涂層、MPC-改性紙板的亮度和平滑度與那些未漂白軟木基紙板的亮度和平滑度和通過涂布產(chǎn)自MahrtMill,MeadWestvacoCorp.的具有表層涂層顏料的商業(yè)基紙板而生產(chǎn)的已涂布的紙板的亮度和平滑度進行了比較。Ti02表層涂層、MPC修飾紙板的亮度性質和紙板的平滑度成正比。這證實了MPC被作為薄膜被保留以填充在紙板的未漂白纖維表面上的纖維與纖維的空隙，如附圖4的SEM圖所示，甚至當其在后部真空下和以非常稀的進料條件被加至濕部時。所披露的MPC表現(xiàn)出在纖維素表面上的成膜性質而無需與粘合劑或流變控制劑進行配制。另一方面，已知技術的微纖維在加至紙板之前，必須與其它成分如粘合劑和流變控制劑配制成穩(wěn)定膠度。在造紙工藝中所固有的劇烈的水動力條件下，已知技術的膠體纖維素微纖維趨向于通過網(wǎng)流失而不能在表面上形成平的膜。所披露的MPC在纖維網(wǎng)表面上的成膜能力使得可以使用現(xiàn)有的用于造紙工藝的設備加入MPC，由此使資金成本特別是用于額外干燥能力的成本最小化。含有本發(fā)明的MPC的表層涂布Ti02的紙板與不含MPC的表層涂布Ti02的紙板相比具有更高的不透明性以掩蓋未漂白的棕色紙板層，如亮度和黃度光學值所示。表層涂布Ti02、MPC改性紙板的這些增強的光學性質是由于紙板表面的平滑度的提高，因為MPC填充了纖維空隙并在纖維網(wǎng)基層的表面上形成了薄膜。因此，在施加Ti02表層涂層之前，當所披露的MPC存在于紙板的次級層時，在紙板的表層涂層上用于掩蓋基層中未漂白的棕色纖維所需的Ti02顏料的量可以被最小化。通過施月交壓榨相對于表層涂布的MPC的施用MPC通過使用高摩擦研磨機濕磨漂白的硬木的懸浮液來生產(chǎn)。所產(chǎn)生的MPC的公稱體積平均粒度為約50-80微米且保水值為25-40ml/g干纖維，保水值通過使用半徑為150mm的50ml搖出斗(swingoutbucket)的IECCL2離心分離機將50ml的1.5%MPC溶液在3000rpm轉速下離心15分鐘進行測定，該離心分離機的相對離心力為約1500g。所制得的MPC的2.7。/。固體的懸浮液用淀粉(漿粉，starch)(可從PenfordProductsCo.商業(yè)買到的PenfordGum280)和粘土(可從ThieleKaolinCo.商業(yè)買到的Kaobrite90)按表V所示的不同組成進行配制。對于施膠壓榨施用，該制劑^:施用至10密耳漂白的SBS紙板的兩面，使用具有12英寸網(wǎng)的溢流鉗口施膠壓榨(floodednipsizepress),速度為200ft/分且最小壓載荷為35psi。對于表層涂布施用，該制劑使用軟刮刀涂布器(bentbladeapplicator)以900ft/分的速度被涂布至10密耳漂白的SBS紙板的單面。從已知的MPC與淀粉及與粘土的比率計算涂層的重量，所測定的紙板的灰分含量小于未涂紙板。(表V)表V<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表VI<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>※※纖維素與粘土一起濕研磨經(jīng)涂布的沒有壓光的紙板對Taber剛度進行了測試，如表VI所示。Taber剛度使用MD和CD剛度的幾何平均(GM)，依照TAPPI測試方法T489om-04,2004年修訂版來確定。GM為MD和CDTaber剛度的幾何平均，其中GM=(MDxCD)1/2。對經(jīng)涂布的在兩個不同水平壓光的紙板的Taber剛度進行了評價并與那些未壓光的經(jīng)涂布的紙板進行了比較。(表VII)表VII<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>(ii)表面平滑度使用TAPPI測試方法T538om-01(2001年修訂版)對壓光的、已涂紙板的Sheffield表面平滑度進行了測定，并與那些未壓光的、未涂布的紙板進行了比較。(表VIII)表VIII<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>圖7表示紙板的Taber剛度和Sheffield表面平滑度之間的關系，所述紙板在施膠過程中施用不同的膠料配方，沒有壓光和在50及100pli壓力下壓光。當對經(jīng)涂布的紙板進行壓光時，其表面平滑度提高而損害其彎曲剛度。紙板在越高水平的壓力下被壓光，由較低的Sheffield平滑度值表明的表面平滑度越高，而由較低的Taber剛度值表明的彎曲剛度性質越低。表IX<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表IX顯示兩個表面均使用不同配方施膠的紙板，在其祐j皮壓光至相同的Sheffield平滑度值100后的Taber剛度。用含有1%MPC、8%淀粉和8%粘土的配方施膠的紙板的表面所顯示的Taber剛度值為約20,對于沒有表面施膠(即，僅僅用水施膠)的紙板所具有的約為13.10的Taber剛度提高了約53%。對于表面用淀粉或淀粉與粘土的組合施膠的紙板來說，與表面沒有施膠的紙板相比它們的Taber剛度提高了，但提高量僅僅為約30%。圖8顯示紙板的Taber剛度和Sheffield表面平滑度之間的關系，所述紙板用不同的涂料配方刮刀涂布，沒有壓光和在50及100pli壓力下壓光。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表X顯示其中一個表面使用不同配方被刮刀涂布的紙板，在其被壓光至相同的Sheffield平滑度值100后的Taber剛度。用含有1%MPC、8%淀粉和8%粘土的配方刮刀涂布的紙板所顯示的Taber剛度值為約20,其相對于僅僅用水刮刀涂布的紙板所具有的約為13.10的Taber剛度提高了約50%。對于用含有8%淀粉和8%粘土的配方刮刀涂布的紙板來說，與僅僅用水刮刀涂布的紙板相比它們的Taber剛度提高了，但提高量僅僅為約34%。當紙板用含有所披露的MPC的配方或者作為表面施膠劑或者作為涂料進行涂布時，可以進行壓光以提高已處理紙板的表面平滑度，伴隨對彎曲剛度性能的負面影響的顯著降低。應當理解的是前面的描述所涉及的實施方案僅僅是示范性和解釋性的，而不是對本發(fā)明的限制。在那里可以做任何改變和修改，這對本領域技術人員來說是顯而易見的。這種變化被認為落在本發(fā)明下列權利要求所限定的范圍之內。權利要求1、一種紙板，包括位于紙板的至少一個表面上的微片晶纖維素顆粒，其中微片晶纖維素顆粒所具有的體積平均粒度范圍為從約20微米至約150微米，數(shù)均粒度范圍為從約5微米至約20微米，且第95百分位數(shù)的體積平均粒度不超過約300微米。2、如權利要求1所述的紙板，其中微片晶纖維素顆粒所具有的保水值的范圍從約5ml/g至約80ml/g。3、如權利要求1所述的紙板，其中微片晶纖維素顆粒來源于纖維紙漿，其選自軟木纖維、硬木纖維、棉纖維、細莖針草、蔗渣、大麻、亞麻、甜菜、柑橘類紙漿、漂白的硫酸鹽漿和它們的組合。4、如權利要求3所述的紙板，其中纖維紙漿用選自化學處理、酶處理、機械處理和它們的組合的方法進行預處理。5、如權利要求1所述的紙板，其中微片晶纖維素顆粒的量從約0.101b至約201b每1,000ft2的紙板。6、如權利要求1所述的紙板，其中微片晶纖維素顆粒的量的范圍為基于紙板的總重量的約0.1%至約50%。7、如權利要求1所述的紙板，其特征在于MD-CD幾何平均泰伯剛度l直為約25g-cm至約500g-cm。8、如權利要求1所述的紙板，更進一步地包含不透明顏料，所述不透明顏料選自二氧化鈦、粘土、碳酸鈣、氬氧化鋁、無定形二氧化硅、無定形硅酸鹽、緞光白、滑石、氧化鋅、硫酸鋇、高長徑比礦物填料和它們的組合。9、一種包裝材料，包括如權利要求1所述的紙板。10、一種紙板，包括(10.i)基底紙；和(10.ii)位于該基底紙的至少一個表面上的至少一層，其中該層所包含的微片晶纖維素顆粒所具有的體積平均粒度范圍為從約20微米至約150微米，數(shù)均粒度范圍為從約5微米至約20微米，且第95百分位數(shù)的體積平均粒度不超過約300微米。11、如權利要求10所述的紙板，其中所述基底紙所包含纖維，該纖維選自軟木纖維、硬木纖維、再生紙纖維和它們的組合。12、如權利要求10所述的紙板，其中層(10.ii)中的微片晶纖維素顆粒的量從約0.101b至約201b每1,000ft2的紙板。13、如權利要求10所述的紙板，其中層(10.ii)中的^f敖片晶纖維素顆粒的量的范圍為基于紙板的總重量的約0.1%至約50%。14、如權利要求10所述的紙板，其特征在于MD-CD幾何平均泰伯剛度值為約25g-cm至約500g-cm。15、如權利要求10所述的紙板，更進一步地包含不透明顏料，所述不透明顏料選自二氧化鈦、粘土、碳酸鈣、氬氧化鋁、無定形二氧化硅、無定形硅酸鹽、緞光白、滑石、氧化鋅、疏酸鋇、高長徑比礦物填料和它們的組合。16、一種紙板，包括(16.i)基底紙；(16.ii)位于該基底紙的至少一個表面上的至少一層，其中該層所包含的微片晶纖維素顆粒所具有的體積平均粒度范圍為從約20微米至約150微米，數(shù)均粒度范圍為從約5微米至約20微米，且第95百分位數(shù)的體積平均粒度不超過約300微米；和(16.iii)在層(16.ii)的表面上形成的包括不透明顏料的涂層。17、如權利要求16所述的紙板，其中所述基底紙所包含纖維，該纖維選自軟木纖維、硬木纖維、再生紙纖維和它們的組合。18、如權利要求16所述的紙板，其中層(16.ii)中的微片晶纖維素顆粒的量從約0.101b至約201b每1,000ft2的紙板。19、如權利要求16所述的紙板，其中層(16.ii)中的微片晶纖維素顆粒的量的范圍為基于紙板的總重量的約0.1°/。至約50%。20、如權利要求16所述的紙板，其特征在于MD-CD幾何平均泰伯剛度值為約25g-cm至約500g-cm。21、如權利要求16所述的紙板，其中涂層(16.iii)中的不透明顏料選自二氧化鈦、粘土、碳酸鈣、氬氧化鋁、無定形二氧化硅、無定形硅酸鹽、緞光白、滑石、氧化鋅、硫酸鋇、高長徑比礦物填料和它們的組合。22、一種涂料組合物，包括微片晶纖維素顆粒，其中微片晶纖維素顆粒所具有的體積平均粒度范圍為從約20微米至約150微米，數(shù)均粒度范圍為從約5微米至約20微米，且其中約95%的微片晶纖維素顆粒所具有的體積平均粒度范圍為從約50微米至約300微米。23、如權利要求22所述的組合物，更進一步地包含不透明顏料，所述不透明顏料選自二氧化鈦、粘土、碳酸釣、氫氧化鋁、無定形二氧化硅、無定形硅酸鹽、緞光白、滑石、氧化鋅、硫酸鋇、高長徑比礦物填泮牛和它們的組合。24、如權利要求22所述的組合物，更進一步地包含至少一種選自交聯(lián)劑、聚結劑、增塑劑、緩沖劑、中和劑、增稠劑、流變改性劑、保濕劑、潤濕劑、抗微生物劑、塑化劑、消泡劑、著色劑、填料、蠟和它們的組合中的一種成分。全文摘要一種含有微片晶纖維素顆粒的紙板，其改善了表面平滑度、美學性質、彎曲剛度和強度性能。當微片晶纖維素顆粒用于紙板的表面處理時，微片晶填充板表面上的纖維之間的空隙。結果，處理后的紙板提高了強度和表面性質如平滑度、不透明性、涂層保持性和適印性而不損害彎曲剛度。此外，本發(fā)明涉及不需增稠來改善紙板強度、表面平滑度和/或彎曲剛度而保持其它所需性能的方法。文檔編號D21H19/82GK101360863SQ200780001516公開日2009年2月4日申請日期2007年9月5日優(yōu)先權日2006年9月12日發(fā)明者D·E·克諾克斯,D·M·懷特,M·A·約翰遜,P·J·祖勞申請人:米德韋斯瓦科公司