專利名稱：纖維素產(chǎn)品的制作方法
纖維素產(chǎn)品本發(fā)明涉及制造纖維素產(chǎn)品(例如，單層纖維素產(chǎn)品)的方法，以及適于添加至纖 維素懸浮液中的組合物。本發(fā)明還涉及可通過所述方法獲得的纖維素產(chǎn)品、及所述纖維素 產(chǎn)品的用途。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，造紙工業(yè)內(nèi)的發(fā)展集中在降低纖維素產(chǎn)品(例如紙板產(chǎn)品)的克重，并提高 或基本上維持其它特性，包括強(qiáng)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(qiáng)度特性。 然而，WO 00/14333的問題是需要大量化學(xué)品，以及與乳膠粘合劑的應(yīng)用有關(guān)的問題。舉例 而言，如果將乳膠添加至濕部，則纖維上乳膠的保留問題可造成沉積問題以及濕部化學(xué)平 衡的擾亂。如果將乳膠添加至已使用現(xiàn)有設(shè)備形成的紙或紙板層中，則也可能造成應(yīng)用問 題。乳膠還可能導(dǎo)致再制漿能力的問題。US 6，902，649公開了一種基于種子的增強(qiáng)型纖維添加劑(EFA)，其衍生自可用于 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(yīng) 用中紙的強(qiáng)度特性，由此降低紙的定量。本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種制造纖維素產(chǎn)品、尤其是單層纖維素產(chǎn)品的新方 法，其基本上維持和/或提高了該纖維素產(chǎn)品的特性，包括強(qiáng)度特性，例如，抗張強(qiáng)度，并使 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(fā)明的另一目標(biāo)是提供一 種纖維素產(chǎn)品，尤其是單層纖維素產(chǎn)品，其中該纖維素產(chǎn)品的至少一種特性(包括抗張強(qiáng) 度、Z向強(qiáng)度和/或其它強(qiáng)度)得以改進(jìn)或基本上得到維持，并且彎曲挺度可基本上維持或 提高。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種組合物，其可用作提供所述纖維素產(chǎn)品的預(yù)混物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及制造纖維素產(chǎn)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)將所述懸浮液脫水并形成纖維素產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及制造單層纖維素產(chǎn)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，并任選地添加熱塑性微球； (iii)將所述懸浮液脫水并形成單層纖維素產(chǎn)品。本文所述術(shù)語“纖維素產(chǎn)品”尤其包括漿捆，以及紙頁和紙幅形式的纖維素產(chǎn)品， 例如紙、卡紙和紙板。纖維素產(chǎn)品可包含一個或若干個含有纖維素纖維的層。本文所用術(shù)語“纖維素產(chǎn)品”包括，例如，包含纖維素纖維及同質(zhì)紙板的卡紙，例 如，全漂白硫酸鹽紙板(SBS)，包括涂布于頂部及任選地后側(cè)上的紙板(由一層或若干層漂 白化學(xué)漿構(gòu)成)；同質(zhì)本色硫酸鹽紙板(SUQ和同質(zhì)本色紙板(SUB)，可由本色化學(xué)紙漿制 造(常涂布于頂部，有時涂布于后側(cè)，可由紙板中的若干層本色化學(xué)紙漿構(gòu)成)；盒用紙板， 例如，折疊紙板(FBB)，其可以由在漂白或本色化學(xué)紙漿層之間的機(jī)械紙漿中間層制造(通 常涂布于頂面上，并且是具有高的彎曲挺度的低密度紙板)，折疊紙盒紙板，液體包裝紙板(LPB)(包括無菌、非無菌包裝和可殺菌紙板)；白漿襯里的粗紙板(WLC)，其可包含不同類 型回收纖維的中間層和通常由化學(xué)紙漿制造的頂層；瓦楞和波紋瓦楞本色牛皮紙板，雙灰 紙板和回收紙板；掛面紙，掛面紙板和容器用紙板，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面紙(例如，0CC)，白色面層掛面紙，由底 層(由本色化學(xué)紙漿或棕色回收纖維制造)和頂層(由漂白化學(xué)紙漿制造)組成，有時包 括填料，例如GCC及PCC ；石膏板，紙管用紙板，同質(zhì)纖維紙板，其內(nèi)層通常由回收纖維組成 且紙外層具有高的抗張強(qiáng)度；紙袋紙和包裝紙。根據(jù)一實(shí)施方式，本發(fā)明提供了一種纖維素產(chǎn)品，例如單層纖維素產(chǎn)品，其包含微 原纖多糖及任選地?zé)崴苄晕⑶颍瑹崴苄晕⑶蚍植急榧八隼w維素產(chǎn)品，例如基本上均勻地 分布遍及所述纖維素產(chǎn)品。根據(jù)一實(shí)施方式，所述單層纖維素產(chǎn)品可涂布或?qū)訅河腥魏螖?shù) 的非纖維素涂層或?qū)樱?，本文進(jìn)一步公開的聚合物薄膜、金屬化薄膜、阻隔層。術(shù)語“微原纖多糖”包括衍生自多糖的物質(zhì)，所述多糖包括但不限于纖維素、半 纖維素、甲殼質(zhì)、脫乙酰殼多糖、瓜爾膠、果膠、海藻酸鹽、瓊脂、黃原膠、淀粉、直鏈淀粉、 支鏈淀粉、三色莧(alternan)、結(jié)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(zhì)、細(xì)菌莢膜多糖及其衍 生物。根據(jù)一實(shí)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，并因此將在本文中更詳細(xì)地描述。用于制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(xué)紙漿、機(jī)械紙漿、熱機(jī)械紙漿、化學(xué)-熱機(jī)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、苧麻、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(xì)菌或真菌；及(j)薄壁組織 細(xì)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(yù) 水解牛皮紙制漿法制造的經(jīng)純化(任選地經(jīng)漂白)的木紙漿；及( 經(jīng)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(jù)一實(shí)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(fā)明中，多糖微原纖是指小直徑的、高的長度與直徑比的子結(jié)構(gòu)，其尺寸與自 然界中出現(xiàn)的纖維素微原纖的尺寸相當(dāng)。盡管本說明書稱為微原纖和微原纖化，但這些術(shù) 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(jù)一實(shí)施方式，例如，借助接枝、交聯(lián)、化學(xué)氧化(例如利用過氧化氫、費(fèi)頓反應(yīng) (Fenton' s reaction)和/或1Tempo)、物理改性(例如吸附，例如化學(xué)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(shù)將微原纖纖維素改性?？稍谧匀唤缰邪l(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)，其內(nèi)排列有大原纖。大原纖包含多個微原纖，微原纖進(jìn)一步包含排列于結(jié)晶和非晶形 區(qū)中的纖維素分子。對于不同植物物種，纖維素微原纖的直徑在約5納米至約100納米范 圍內(nèi)，且其直徑最通常處于約25納米至約35納米的范圍內(nèi)。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(zhì)素和富含羥脯胺酸的糖蛋白(包括伸展蛋白)的基質(zhì)中平行布設(shè)。微原纖與上述基質(zhì)化合物所占據(jù)的空間間隔大 約3-4納米。根據(jù)一實(shí)施方式，將多糖精制或分層以達(dá)到下述程度所形成的微原纖多糖的最 終比表面積(根據(jù)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?yàn)榧s500mPas至約 3000mPas,或約800mPas至約2500mPas。作為懸浮液的沉降程度的量度的穩(wěn)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(nèi)無沉降。根據(jù)一實(shí)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(shù)纖維長度。根據(jù)一實(shí)施方式，基于纖維素產(chǎn)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?yàn)槲捶謱幽纠w維的纖 維長度通常在約0. 7mm至約3mm的范圍內(nèi)。纖維素纖維的比表面積通常在約0. 5m2/g至約 1.5m2/g的范圍內(nèi)?？稍谶m于將多糖的纖維分層的各種裝置中進(jìn)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(fā)生分層 的裝置的器壁或其它部分摩擦來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)一實(shí)施方式，分層借助于抽吸、混合、加熱、蒸汽 爆裂、加壓-減壓循環(huán)、撞擊粉碎、超聲波處理、微波爆裂、研磨及其組合來實(shí)現(xiàn)。在本文中 所公開的任何機(jī)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(jù)一實(shí)施方式，使熱塑性微球膨脹并以預(yù)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(yōu)選地通過在纖維素產(chǎn)品制造過程中(例 如，在施加熱的干燥階段期間)或在單獨(dú)加工步驟中(例如，在圓筒型加熱器或?qū)訅簷C(jī)中) 加熱而膨脹。可以在纖維素產(chǎn)品仍是濕的時或當(dāng)其完全或幾乎完全干燥時使微球膨脹。微 球優(yōu)選以其水漿的形式添加，所述水漿任選地可含有需要供應(yīng)至紙漿的其它添加劑?；?纖維素產(chǎn)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(jù)一實(shí)施方式，本文所述可熱膨脹的熱塑性微球包含包封推進(jìn)劑的熱塑性聚 合物殼。推進(jìn)劑優(yōu)選為沸點(diǎn)溫度不高于熱塑性聚合物殼的軟化溫度的液體。在加熱時， 推進(jìn)劑使內(nèi)壓升高，同時殼軟化，導(dǎo)致微球的明顯膨脹。可膨脹及預(yù)先膨脹的熱塑性微 球都可以商標(biāo)Expancel (Akzo Nobel)購得，且以各種形式出售，例如，干燥的自由流 動粒子形式、水漿形式或部分脫水的濕餅形式。它們也充分描述于下述文獻(xiàn)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(jù)一實(shí)施方式，熱塑性微球的熱塑性聚合物殼優(yōu)選由通過不飽和單體聚合所獲 得的均聚物或共聚物制成。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 基鹵化物，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；亞乙烯基鹵化物，例如 偏二氯乙烯；苯乙烯類，例如苯乙烯、鹵化苯乙烯或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(jù)一實(shí)施方式，熱塑性微球的推進(jìn)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(jù)一實(shí)施方式，適于本發(fā)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(yōu)選為約60°C至約150°C，最優(yōu)選為約70°C至約100°C。達(dá)到最大膨脹時的溫度(稱作 大)優(yōu)選為約90°C至約180°C，最優(yōu)選為約115°C至約150°C。根據(jù)一實(shí)施方式，適于本發(fā)明的預(yù)先膨脹的熱塑性微球具有約ΙΟμπι至約 120 μ m、最優(yōu)選約20 μ m至約80 μ m的體積中值直徑。密度優(yōu)選為約5g/dm3至約150g/dm3， 最優(yōu)選為約10g/dm3至約100g/dm3。雖然預(yù)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(xiàn)場熱膨脹來提供，例如剛剛在添加至紙漿之前現(xiàn)場熱 膨脹，如果所述可膨脹微球具有低于約100°C的Tfffe，因而可將蒸汽用作加熱介質(zhì)，則此過 程得到促進(jìn)。根據(jù)一實(shí)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范圍內(nèi)。根據(jù)一實(shí)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(jù)一實(shí)施方式，將微原纖多糖及熱塑性微球 作為預(yù)混物添加。根據(jù)一實(shí)施方式，所述預(yù)混物進(jìn)一步包含至少一種聚電解質(zhì)，例如陽離子 聚電解質(zhì)。根據(jù)一實(shí)施方式，纖維素產(chǎn)品為層壓板。術(shù)語“層壓板”是指包含至少兩層紙和/ 或紙板的纖維素產(chǎn)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(jìn)一步公開的摻二氧化硅的聚乙烯醇(PVOH)，或可充當(dāng)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(shí)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(jī)礦物的聚合物(例如，摻有粘土的聚合物)。根據(jù)一實(shí)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(yōu)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(jù)一實(shí)施方式，纖維素產(chǎn)品為液體包裝層壓板，其包含三層紙或卡紙，其中優(yōu)選 地至少中間層包含微原纖多糖和/或熱塑性微球。根據(jù)一實(shí)施方式，包裝層壓板在紙或卡紙基礎(chǔ)層的每一側(cè)上包含至少一個、優(yōu)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(xiàn)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(jī)械混合物。也可使用共聚物，例如乙烯與 丙烯的共聚物?？梢匀魏我阎绞?例如，各種層壓方法等等)來施用液體阻隔層。根據(jù)一實(shí)施方式，包裝層壓板可進(jìn)一步包含氣體阻隔層，該氣體阻隔層優(yōu)選在基 礎(chǔ)層與預(yù)計面向包裝內(nèi)部的液體不可滲透的層之間?？墒褂脤Ψ肿友鯚o滲透性或表現(xiàn)不顯 著的滲透性的任何材料。材料的實(shí)例包括金屬箔(例如鋁箔)、二氧化硅涂層(例如，如WO 2006/065196中所述以包含膠態(tài)二氧化硅和任選地各種添加劑的涂層組合物涂覆，或通過 等離子體沉積制造)。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?？梢匀魏我阎绞?例如，各種層壓方法等等)施用氣體阻隔層。根據(jù)一實(shí)施方式，本發(fā)明涉及一種用于制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(yōu)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(jù)一實(shí)施方式，纖維素產(chǎn)品是由包裝層壓板制成的用于食品或飲料產(chǎn)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(chǔ)層和至少一個液體阻隔層、和優(yōu)選地 至少一個氣體阻隔層，所述紙或卡紙包含、優(yōu)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(jù)一實(shí)施方式，在單層纖維素產(chǎn)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(yōu)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(jù)一實(shí)施方式，在具有兩層紙板的纖維素產(chǎn)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(yōu)選為約 300kg/m3 至約 1200kg/m3，最優(yōu)選為約 400kg/m3 至約 1000kg/m3，或約 450kg/m3 至約 900kg/ m3?？偪酥貎?yōu)選為約50g/m2至約1500g/m2，最優(yōu)選為約100g/m2至約800g/m2，或約200g/m2 至約600g/m2?？偯芏葍?yōu)選為約300kg/m3至約1200kg/m3，最優(yōu)選為約400kg/m3至約1000kg/ m3,或約 450kg/m3 至約 900kg/m3。根據(jù)一實(shí)施方式，在具有三個或更多層的纖維素產(chǎn)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(yōu)選 為約300kg/m3至約1200kg/m3，最優(yōu)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(yōu)選具有大約10g/m2至大約750g/m2、最優(yōu)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(yōu)選為約10kg/m3至約 800kg/m3，最優(yōu)選為約50kg/m3至約700kg/m3，或約100kg/m3至約600kg/m3。總克重優(yōu)選為 約30g/m2至約2250g/m2，最優(yōu)選為約65g/m2至約800g/m2，或約110g/m2至約600g/m2?？?密度優(yōu)選為大約100kg/m3至大約1000kg/m3，最優(yōu)選為大約200kg/m3至大約900kg/m3，或約 400kg/m3 至約 800kg/m3。
根據(jù)一實(shí)施方式，纖維素產(chǎn)品具有分別提供液體和氣體阻隔的獨(dú)立的層，但在一 實(shí)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(zhì)又具有氣體阻隔性質(zhì)的材料
的單一層提供。根據(jù)一實(shí)施方式，可以如下制造多層纖維素產(chǎn)品在一個或若干個紙幅形成單元 中獨(dú)立地形成各個層，并然后在濕狀態(tài)中將它們疊放在一起。合適等級的本發(fā)明多層纖維 素產(chǎn)品的實(shí)例包括包含三至七層包含纖維素纖維的多層纖維素產(chǎn)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(chǎn)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(jù)一實(shí)施方式，可形成至少一個纖維素產(chǎn)品層，且在將其層壓至另一層之前，在 單獨(dú)階段中進(jìn)行壓制。在壓制階段后，可在例如具有或不具有干燥金屬絲/毛毯的圓筒型 干燥機(jī)、空氣干燥機(jī)、金屬帶等的常規(guī)干燥設(shè)備中將層壓板干燥。在干燥后或在干燥過程 中，可用另一層覆蓋層壓板。根據(jù)一實(shí)施方式，水懸浮液含有源自化學(xué)紙漿(例如，硫酸鹽紙漿(牛皮紙漿)及 亞硫酸鹽紙漿、有機(jī)溶劑紙漿)的纖維素纖維；回收纖維；和/或機(jī)械紙漿，包括例如盤磨 機(jī)械紙漿(RMP)、加壓盤磨機(jī)械紙漿(PRMP)、預(yù)處理盤磨化學(xué)堿性過氧化物機(jī)械紙漿(P-RC APMP)、熱法機(jī)械紙漿(TMP)、熱法機(jī)械化學(xué)紙漿(TMCP)、高溫TMP (HT-TMP) RTS-TMP、堿性過 氧化物紙漿(APP)、堿性過氧化物機(jī)械紙漿(APMP)、堿性過氧化物熱法機(jī)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(xué)機(jī)械紙漿(CMP)、 化學(xué)盤磨機(jī)械紙漿(CRMP)、化學(xué)熱法機(jī)械紙漿(CTMP)、高溫CTMP (HT-CTMP)、亞硫酸鹽改 性的熱法機(jī)械紙漿(SMTMP)、排出CTMP(reject CTMP, CTMPk)、磨木CTMP(G-CTMP)、半化學(xué) 紙漿(SC)、中性亞硫酸鹽半化學(xué)紙漿(NSSC)、高產(chǎn)率亞硫酸鹽紙漿(HYQ、生物機(jī)械紙漿 (BRMP)，根據(jù)OPCO法、爆破制漿法、Bi-Vis法、稀釋水磺化法(DWS)、磺化長纖維法(SLF)、 化學(xué)處理的長纖維法(CTLF)、長纖維CMP法(LFCMP)及其變型及組合制造的紙漿。該紙漿 可為漂白或本色紙漿。根據(jù)一實(shí)施方式，所述水懸浮液含有機(jī)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(shí)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、云杉(例如，黑云杉或挪威云杉Norway spruce)及其混合物。非 木本植物原材料可由例如谷類作物的秸桿、麥秸、薦草(reed canary grass)、蘆葦、亞麻、 大麻、洋麻、黃麻、苧麻、種子、衿麻、蕉麻、椰棕、竹、蔗渣或其組合提供。根據(jù)一實(shí)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(jù)一實(shí)施方式，由根據(jù)本文所述任一方法或用于獲得化學(xué)紙漿的其它常規(guī)方法 獲得的化學(xué)紙漿制造纖維素產(chǎn)品的至少一個外層。紙漿可經(jīng)漂白或未漂白。根據(jù)一實(shí)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(chǎn)品是通過將內(nèi)層與其它層直接或間接地接合而獲得，其中所述內(nèi)層由包含微原纖多 糖及任選地?zé)崴苄晕⑶虻乃畱腋∫盒纬?，所述其它層與內(nèi)層的各側(cè)面接合，由具有或不具 有微原纖多糖及任選地?zé)崴苄晕⑶虻乃畱腋∫褐频??？尚纬善渌鼘樱缱韪魧?，并將其接合至所述外層上。所述層中的任何層也可?jīng)涂布，以改進(jìn)例如層壓板的可印刷性。根據(jù)一實(shí)施方式，任何經(jīng)涂布或未經(jīng)涂布的層又可涂 覆有塑料或聚合物層。這種涂覆可進(jìn)一步減少液體滲入，并提高產(chǎn)品的熱密封性。根據(jù)一實(shí)施方式，由機(jī)械和/或化學(xué)紙漿(其根據(jù)本文所述任何方法或用于獲得 紙漿的其它常規(guī)方法由木漿或非木紙漿獲得)制造層壓板的至少一層。根據(jù)一實(shí)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(jī)械紙漿制造所述層。紙漿可以經(jīng)漂白或未漂白。根據(jù)一實(shí)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(jù)一實(shí)施方式，水懸浮液含有常規(guī)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、地面碳酸鈣和沉淀的碳酸 鈣。水懸浮液也可含有常規(guī)類型的造紙?zhí)砑觿?，例如濾水及保留化學(xué)品、干強(qiáng)度劑、上漿劑， 例如基于松香、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(chǎn)品可進(jìn)一步包含在脫水前添加至紙漿中的濕強(qiáng)度劑。合適的濕強(qiáng)度劑包 括聚胺表鹵代醇、聚酰胺表鹵代醇、聚氨基酰胺表鹵代醇、脲/甲醛、脲/三聚氰胺/甲醛、 苯酚/甲醛、聚丙烯酰胺/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，其中聚氨基酰胺表氯醇(PAAE)尤其優(yōu)選。根據(jù)一實(shí)施方式，可以以每噸纖維素產(chǎn)品約0. Ikg至約30kg、例如每噸紙漿約 0. 5kg至約IOkg的量添加濕強(qiáng)度劑和干強(qiáng)度劑。根據(jù)一實(shí)施方式，可以以每噸纖維素產(chǎn)品 約0. Ikg至約10kg、例如約0. 5kg至約4kg的量添加上漿劑?？梢砸猿Ｒ?guī)方式和量向水懸 浮液添加其它造紙化學(xué)品。根據(jù)一實(shí)施方式，將本發(fā)明應(yīng)用于制造含木漿紙或紙板和/或基于回收纖維的紙 或紙板、不同類型的書及新聞紙的造紙機(jī)上，和/或制造含非木漿印刷紙和書寫紙的造紙 機(jī)上。根據(jù)一實(shí)施方式，本發(fā)明進(jìn)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(jù)一實(shí)施方式，該組合物是水性的。根據(jù)一實(shí)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(jù)一實(shí)施方式，本發(fā)明進(jìn)一步涉及該組合物在纖維素產(chǎn)品的制造中的用途。本發(fā)明還涉及可通過本文所述的方法獲得的纖維素產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及包含微原 纖多糖及熱塑性微球的纖維素產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及包含微原纖多糖的單層纖維素產(chǎn)品。本 發(fā)明還涉及包含微原纖多糖及任選地?zé)崴苄晕⑶虻膯螌永w維素產(chǎn)品。根據(jù)一實(shí)施方式，纖維素產(chǎn)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(jù)一實(shí)施方式，該組合物包含電解質(zhì)，例 如陽離子電解質(zhì)。根據(jù)一實(shí)施方式，該纖維素產(chǎn)品可以是本文中獲得的任何纖維素產(chǎn)品，包括它們 的任何性質(zhì)。例如，克重可在本文所述范圍內(nèi)。根據(jù)一實(shí)施方式，纖維素產(chǎn)品可以包含本文 所述的任何紙漿，尤其是機(jī)械紙漿、再生紙漿和/或牛皮紙漿。本發(fā)明還涉及纖維素產(chǎn)品的用途，例如，用作液體包裝紙板、折疊紙板或掛面紙。根據(jù)一實(shí)施方式，該產(chǎn)品以包裝層壓板的形式使用，該包裝層壓板可用于制造液體、食品或 非食品產(chǎn)品的密封包裝。根據(jù)一實(shí)施方式，本發(fā)明涉及纖維素產(chǎn)品用于制造密封包裝的用 途，該密封包裝的制造包括下述步驟由包裝層壓板形成容器，用食品或飲料產(chǎn)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(chǔ)層及至少一個液體 阻隔層，及優(yōu)選至少一個氣體阻隔層，所述紙或卡紙包含、優(yōu)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(shí)施方式中，所述纖維素產(chǎn)品用于包裝在填裝包裝并且密封后不需要熱處理 的食品。通常，這些包裝用于飲料，例如牛奶、果汁及其它軟飲料、湯及西紅柿制品。在另一實(shí)施方式中，所述纖維素產(chǎn)品包裝用于食品或飲料，其中經(jīng)填充并密封的 包裝可經(jīng)熱處理以增加內(nèi)含物的保存期。這些包裝可用于所有種類的食品，尤其是傳統(tǒng)上 封裝于馬口鐵罐中的食品，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?？蓺⒕b層壓板的所需性質(zhì)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(dá)約30分鐘至約3小時時間的能 力。本發(fā)明經(jīng)過這些描述，顯而易見的是，可以許多方式改變本發(fā)明。下述實(shí)施例將進(jìn) 一步說明如何在不限制本發(fā)明保護(hù)范圍的情況下實(shí)施所描述的本發(fā)明。如果沒有另行說明，則所有份數(shù)和百分比都指重量份和重量百分比。實(shí)施例1A)使用動態(tài)紙頁成形器(Formette Dynamic,瑞典Fibertech AB供應(yīng))，由 Timsfors強(qiáng)韌箱板紙(Shopper Riegler 47)制造具有大約170g/m2的克重的單層纖維素 產(chǎn)品(Al)。在動態(tài)紙頁成形器中，從混合槽抽吸紙漿(紙漿稠度0.5%，傳導(dǎo)率2000 μ m/ s, pH 7)經(jīng)由橫向噴嘴噴入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)噴在金屬網(wǎng)頂部上的水膜上，對紙漿進(jìn)行排水而形成紙 頁，壓制并干燥該紙頁，由此制成紙頁。在抽吸和紙頁形成前添加至懸浮液中的化學(xué)品的量 (以纖維素產(chǎn)品的重量計)及添加時間(單位秒)如下表權(quán)利要求
1.制造纖維素產(chǎn)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)將所述懸浮液脫水并形成纖維素產(chǎn)品。
2.制造單層纖維素產(chǎn)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，并任選地添加熱塑性微球；(iii)將所述懸 浮液脫水并形成纖維素產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中基于纖維素產(chǎn)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(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法，其中所述微原纖多糖是微原纖纖維素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1及3至5任一項(xiàng)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(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其中基于纖維素產(chǎn)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(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)的方法，其中所述纖維素產(chǎn)品是卡紙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的方法，其中所述懸浮液包含機(jī)械紙漿、再生紙漿和/或 牛皮紙漿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其中所述纖維素產(chǎn)品是單層紙板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1及3至10任一項(xiàng)的方法，其中微原纖多糖及熱塑性微球以預(yù)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(jù)權(quán)利要求12的組合物，其中該組合物是水性的。
14.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求12至14任一項(xiàng)的組合物的用途，用于制造纖維素產(chǎn)品。
16.可通過根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)的方法獲得的纖維素產(chǎn)品。
17.纖維素產(chǎn)品，包含微原纖多糖及熱塑性微球。
18.單層纖維素產(chǎn)品，包含衍生自軟木和/或硬木的微原纖多糖。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的纖維素產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是紙板或卡紙。
20.根據(jù)權(quán)利要求16、17及19任一項(xiàng)的纖維素產(chǎn)品，其中該纖維素產(chǎn)品是單層產(chǎn)品。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20任一項(xiàng)的纖維素產(chǎn)品，其具有約90g/m2至約500g/m2的克重。
22.根據(jù)權(quán)利要求16、17、19及20任一項(xiàng)的纖維素產(chǎn)品，其中所述微原纖多糖衍生自軟 木和/或硬木。
23.根據(jù)權(quán)利要求16至22任一項(xiàng)的纖維素產(chǎn)品，其中該纖維素產(chǎn)品含有機(jī)械紙漿、再 生紙漿和/或牛皮紙漿。
24.根據(jù)權(quán)利要求16至23任一項(xiàng)的纖維素產(chǎn)品，其中基于纖維素產(chǎn)品的重量，該產(chǎn)品 含有約0. 1重量％至約50重量％的量的微原纖多糖。
25.根據(jù)權(quán)利要求16至M任一項(xiàng)的纖維素產(chǎn)品，其中基于纖維素產(chǎn)品的重量，該產(chǎn)品含有約0. 01重量％至約10重量％的量的熱塑性微球。
26.根據(jù)權(quán)利要求16至25任一項(xiàng)的纖維素產(chǎn)品的用途，用作液體包裝紙板、折疊紙板 或掛面紙。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造纖維素產(chǎn)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)將所述懸浮液脫水并形成纖維素產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及制造單層纖維素產(chǎn)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，并任選地添加熱塑性微球；(iii)將所述懸浮液脫水并形成纖維素產(chǎn)品。本發(fā)明進(jìn)一步涉及可自所述方法獲得的纖維素產(chǎn)品。本發(fā)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(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)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