用于生产包含微原纤化纤维素的膜的方法和包含微原纤化纤维素的膜技术

本发明专利技术涉及用于制造包含微原纤化纤维素的膜的方法，其中所述方法包括以下步骤：提供包含微原纤化纤维素的悬浮体，将所述悬浮体施加在基底上以形成纤维幅材，其中所述幅材具有第一和第二面，将所述幅材引导至接触干燥设备，其中所述幅材的第一面与所述接触干燥设备在高于100℃的温度下直接接触由此使所述幅材至少部分地干燥而形成膜。本发明专利技术还涉及根据所述方法制造的膜。

Methods for producing membranes containing microfibrillarized cellulose and membranes containing microfibrillarized cellulose

The invention relates to a method for manufacturing a membrane containing microfibrillated cellulose. The method comprises the following steps: providing a suspension containing microfibrillated cellulose, applying the suspension on a base to form a fiber sheet, wherein the sheet has first and second surfaces, guiding the sheet to a contact drying device, and the first side of the sheet is said to be the same. The contact drying device contacts directly at temperatures higher than 100 C, thereby drying at least part of the sheet to form a film. The invention also relates to a film manufactured according to the method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产包含微原纤化纤维素的膜的方法和包含微原纤化纤维素的膜
本专利技术涉及用于生产包含微原纤化(微纤化，microfibrillated)纤维素的膜的方法和根据该方法生产的微原纤化的膜。
技术介绍
已知的是，包含微原纤化纤维素(MFC)的膜具有良好的强度和氧(氧气)阻隔性。这例如由Syverud的“StrengthandbarrierpropertiesofMFCfilms”,Cellulose200916:75-85所记载，其中具有15-30gsm的定量的MFC膜被生产并且研究了强度和阻隔性。在MFC膜的生产期间，由于微原纤化纤维素的特征性质，在高速下使膜脱水和生产膜是不容易的。当MFC膜用作阻隔物时，如下是关键的：所述膜不具有会不利地影响阻隔性的任何针孔或其它缺陷。因此，重要的是所述MFC膜的表面是平滑的。可使用湿法铺置技术生产MFC膜，即：在丝网(wire)上使包括MFC的配料脱水。该方法的缺点在于所述MFC膜会在表面上产生会不利地影响所述膜的阻隔性以及光学性质例如光泽或半透明性的丝网痕迹。之后，将所述膜进行湿压，其也会在所述膜的表面上形成粗糙结构，而且所述技术在干燥期间对膜的收缩具有重要问题。还已经表明，由于MFC膜的高密度如下是困难的，为了使表面平滑，在生产之后使所述MFC膜在常规的压光机中使用两个或多个硬压区进行压光。还可通过使用流延膜的方法(即在塑料表面上流延所述膜和然后使所述缓慢地干燥)形成平滑的MFC膜。已经表明，流延方法生产出具有良好阻隔性的非常平滑的表面的MFC膜。然而，该方法对于商业(工业)规模的生产而言过慢且是低效率的。因此，需要形成具有高的平滑性以及改善的阻隔性和光学性质的MFC膜的新方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供赋予包含微原纤化纤维素的膜的至少一面(侧面，side)改善的阻隔性的方法，该方法消除或缓解现有技术方法的至少一些缺点。本专利技术由所附独立权利要求限定。实施方式在所附从属权利要求中且在以下描述中阐述。本专利技术涉及用于生产包含微原纤化纤维素的膜的方法，其中所述方法包括以下步骤：提供包含微原纤化纤维素的悬浮体，将所述悬浮体施加在基底上以形成纤维幅材(web)，其中所述幅材具有第一和第二面，将所述幅材引导至接触干燥设备，其中所述幅材的第一面(side，侧)与所述接触干燥设备在高于100℃的温度下直接接触由此使所述幅材至少部分地干燥而形成膜。已经令人惊奇地发现，通过引导所述幅材使得所述幅材的第一面与所述干燥设备直接接触可生产具有良好的阻隔性的MFC膜。所述悬浮体包含70重量-％至100重量-％的微原纤化纤维素，基于总干重。因此，所生产的MFC膜包含高的MFC量、优选地70-100重量％的MFC，这涉及在已经加入最终的涂覆层之前在所述膜本身中MFC的量。所使用的接触干燥设备优选为杨克式干燥滚筒、金属带设备或冷凝带(Condebelt)干燥设备。所述悬浮体还可包含湿强度添加剂。通过向所述悬浮体加入湿强度试剂可提高所述膜的湿强度。由于所述膜在高温下干燥，不需要使所述膜固化而使湿强度试剂达到完全的强度增强潜力。所述悬浮体还可包含交联剂。通过向所述悬浮体加入交联剂，所述膜在高相对湿度(RH)值下会具有改善的的阻隔性。所述方法可进一步包括将包含聚合物的分散涂料、表面胶料或泡沫涂料施加到所述膜的尚未与接触干燥设备直接接触的面即所述膜的面(即所述膜的第二面)的步骤。通过将表面胶料、泡沫涂料和/或分散涂料施加到所述膜的尚未与所述接触干燥设备接触的面，可改善所述膜的例如热密封性和/或防水性或水和湿气阻隔性。最重要的是，可生产在其两个面上具有不同性质的MFC膜。所述方法可进一步包括通过聚合物膜的层叠或通过聚合物的挤出涂覆将聚合物层施加到所述膜的尚未与接触干燥设备直接接触的面的步骤。通过加入聚合物层，可低成本地生产具有例如热密封性和/或阻隔性的膜。所述方法可进一步包括在将所述幅材引导至所述接触干燥设备之前将水和/或化学品溶液施加到所述纤维幅材的第一面的步骤。通过加入水和/或化学品，提高了所述幅材的第一面对所述干燥设备的附着性。本专利技术还涉及通过上述方法获得的包含微原纤化纤维素的膜。所述膜优选地具有低于40gsm(克/立方米)、优选地低于30gsm的克重。所述膜优选地具有高于700kg/cm3的密度。所述膜优选地具有低于100cc/m2*天*大气压的根据ASTMD-3985的透氧率(OTR)值(23℃，50％相对湿度)。根据本专利技术的膜优选为具有高的密度、高的平滑性和良好的阻隔性的薄的半透明或透明的膜。具体实施方式已经令人惊奇地发现，使用接触干燥设备例如杨克式滚筒、金属带干燥器设备或冷凝带干燥设备，可通过使MFC膜的至少一面(第一面)在高温下经历接触干燥而干燥MFC膜，用于使所述膜变干和改善其阻隔性。所述接触干燥设备的温度高于100℃、优选地在110-190℃之间。然后，所述MFC膜的第一面将与接触干燥设备直接接触、例如与所述设备的干燥滚筒或干燥带直接接触。原本会预料到的是，在高温下使用接触干燥设备，即高于水的沸点的温度下的情况下，所述膜中的水会开始沸腾并且由于MFC膜的高密度，预料到所述水会在所述膜内沸腾且破坏所述膜的阻隔性，即沸水从MFC膜的内部“逃逸”本将是不可能的。还改善所述膜的光学性质例如光泽。这可在将所述膜在所述接触干燥设备中干燥之后目测到。所述膜意指具有良好的气体、气味或油脂或油的阻隔性，优选氧阻隔性的薄的基底。所述膜优选地具有小于40g/m2的定量和在700-1400kg/m3范围内的密度。具有30g/m2克重的膜在23℃和50％相对湿度下的根据ASTMD-3985的透氧率(OTR)值优选地低于30cc/m2*天*大气压。所述纤维幅材通过将所述悬浮体施加到基底上而形成。所述基底可优选为多孔丝网。所述纤维幅材可通过将所述悬浮体施用(subject)于丝网上而形成。所述纤维幅材还可通过将所述悬浮体流延到所述基底上而施加。于是，所述基底可为纸或纸板基底，由此形成涂覆有MFC膜的纸板或纸基底。所述基底也可为聚合物或金属基底。因此，可将MFC膜添加到聚合物膜上。然后将流延的纤维幅材干燥并且任选地从所述基底剥离。如果生产包括纤维幅材和基底的多层结构体，则不将添加的纤维幅材从所述基底剥离。之后，将所剥离的纤维幅材或包括纤维幅材和基底的多层结构体在根据本专利技术的干燥设备中进行干燥。所述悬浮体包含70重量-％至100重量-％的微原纤化纤维素，基于总干重。因此，所生产的MFC膜包含高的MFC量、优选地在70-100重量％之间的MFC，这涉及在已经加入最终涂覆层之前所述膜本身中MFC的量。所述悬浮体的微原纤化纤维素优选地具有高于90、优选地高于95的Shopper-Riegler(SR)值。所述Shopper-Riegler值可通过在ENISO5267-1中定义的标准方法获得。所述膜还可包含较长的纤维素纤维，阔叶木(硬木材)或针叶木(软木材)纤维，优选牛皮纸浆针叶木纤维。所述膜还可包含其它添加剂，例如颜料、羧甲基纤维素(CMC)、助留化学品(retentionchemical)、淀粉等。微原纤化纤维素(MFC)在本专利技术申请的上下文中应意指至少一个维度小于100nm的纳米级的纤维素粒子纤维或原纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于生产包含微原纤化纤维素的膜的方法，其中所述方法包括以下步骤：‑提供包含微原纤化纤维素的悬浮体，其中所述悬浮体包含70重量‑％至100重量‑％的微原纤化纤维素，基于膜的总干重，‑将所述悬浮体施加在基底上以形成纤维幅材，其中所述幅材具有第一和第二面，‑将所述幅材引导至接触干燥设备，其中所述幅材的第一面与所述接触干燥设备在高于100℃的温度下直接接触由此使所述幅材至少部分地干燥而形成膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.01 SE 1650962-21.用于生产包含微原纤化纤维素的膜的方法，其中所述方法包括以下步骤：-提供包含微原纤化纤维素的悬浮体，其中所述悬浮体包含70重量-％至100重量-％的微原纤化纤维素，基于膜的总干重，-将所述悬浮体施加在基底上以形成纤维幅材，其中所述幅材具有第一和第二面，-将所述幅材引导至接触干燥设备，其中所述幅材的第一面与所述接触干燥设备在高于100℃的温度下直接接触由此使所述幅材至少部分地干燥而形成膜。2.根据权利要求所述1的方法，其中所使用的接触干燥设备为杨克式干燥滚筒、金属带干燥器设备或冷凝带干燥设备。3.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述悬浮体还包含湿强度添加剂。4.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述悬浮体还包含交联剂。5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括将包含聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：I海斯卡宁，E索科宁，K巴克福尔克，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI