抗水纤维材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种包含泡沫成形的纤维层的抗水纤维材料如柔性片材、纸或纸板，其中所述泡沫成形的纤维层已经历用脂肪酸卤化物接枝以使所述泡沫成形的纤维层抗水。本发明专利技术还涉及一种用于制造抗水纤维材料的方法。一种用于制造抗水纤维材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗水纤维材料及其制造方法


[0001]本公开内容涉及用于湿润或潮湿环境中的抗水纤维材料。更具体地，本公开内容涉及包含泡沫成形的纤维层(foam
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formed fibrous ply)的抗水纤维材料。
[0002]专利技术背景
[0003]泡沫成形(foam
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forming)技术使得能够制备可再循环和可持续的材料，用于多种应用，包括轻质包装材料、建筑材料和板。泡沫成形使得能够利用比传统造纸成形工艺更长的纤维，改善对幅材结构的控制，以及制造与传统成形的纸和纸相比具有低密度的纸和板。
[0004]在泡沫成形技术中，使用含水泡沫代替水作为纤维基产品制造中的载体介质。含水介质中气泡的存在从根本上改变了介质的性质。该技术能够实现更高的流浆箱稠度(headbox consistencies)和产生具有优异成形性(formation)和高松厚度(high bulk)的结构。其他益处包括减少用水和节约能源。
[0005]在许多纸、纸板或盒纸板应用中，抗水和抗其他液体是一种重要的性质。一些实例包括包装，如箱、袋、瓦楞纸板和其他容器；新鲜且无菌液体包装；用于热、冷、干、湿和冷冻食品和饮料的箱、袋、瓦楞纸板、托盘或杯子；用于户外使用的产品，如箱、袋、标志和海报；用于植物的盆、托盘和覆盖物；用于建筑材料的包装，和建筑材料。
[0006]通常用施胶剂处理用于湿润或潮湿环境中的纸、纸板或盒纸板以提高某些品质；并且最重要的是，增加水和其他液体渗透到纸或纸板中的抗性。有两种主要类型的施胶：内部施胶和表面施胶。对于内部施胶，在湿端将化学品添加到浆(pulp，纸浆)，例如烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基琥珀酸酐(ASA)或松香施胶剂。常见的表面施胶剂包括例如淀粉或丙烯酸类共聚物。
[0007]用塑料涂布纸、纸板或盒纸板通常被用于结合纸板的机械性能与塑料膜的阻隔和密封性能。同样在塑料涂布的纸板中，通常用疏水施胶剂处理板，以防止所谓的边缘吸收(edge wick)，即在纸板的切割边缘(或所谓的粗边缘(raw edge))吸收液体。边缘吸收抗性是许多应用中的重要参数。
[0008]内部施胶剂如AKD的一个问题是，它们会干扰纤维素纤维之间的氢键合，产生去键合效应(debonding effect)，并且从而产生较弱的材料(weaker material)。为补偿所述较弱的材料，增加纸和板的克重，导致碳足迹更高，这是由于过度使用木材纤维以及生产下游所有阶段的运输重量更高。
[0009]为改善材料的湿强度，通常将内部施胶剂与湿强剂结合。湿强剂通过例如共价结合到纤维素纤维并且还通过在纤维之间或纤维与其他干强剂之间形成交联网络来改善在湿状态下的纸或纸板的拉伸性能。常见的湿强剂包括脲
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甲醛(UF)、三聚氰胺
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甲醛(MF)和聚酰胺
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环氧氯丙烷(PAE)。其他湿强剂可通过其他机制提供湿强度，并且这些湿强剂中的一些还可具有临时湿强度功能。
[0010]添加湿强剂的一个问题是严重降低纸板的可再制浆性。
[0011]此外，在泡沫成形技术中，添加内部施胶剂和湿强剂可对泡沫结构产生预料不到的影响，或甚至泡沫塌泡。用疏水剂对泡沫成形的结构体进行表面处理是可能的，但传统概
念可能不起作用，因为高松厚度意味着表面尺寸吸收将更高，并且基材塌陷的风险更大。
[0012]因此，仍然需要改进的解决方案，以使包含泡沫成形的纤维层的纸或纸板抗水，而不削弱材料或破坏泡沫结构，并且不降低材料的可再制浆性。

技术实现思路

[0013]本公开内容的一个目的是提供一种具有高可再制浆性的包含泡沫成形的纤维层的抗水纤维材料如柔性片材、纸或纸板。
[0014]本公开内容的另一个目的是提供一种包含泡沫成形的纤维层的抗水纤维材料，其与相应的非抗水纤维材料相比具有改善的湿强度和类似的可再制浆性，例如纸或纸板。
[0015]本公开内容的另一个目的是提供一种抗水纤维材料，例如柔性片材、纸或纸板，其不含添加的疏水施胶剂或仅具有少量添加的疏水施胶剂，例如烷基烯酮二聚体(AKD)、烯基琥珀酸酐(ASA)和/或松香施胶剂。
[0016]本公开内容的另一个目的是提供一种抗水纤维材料，例如柔性片材、纸或纸板，其不含添加的湿强剂或仅具有少量添加的湿强剂，特别是形成交联的湿强剂，例如脲
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甲醛(UF)、三聚氰胺
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甲醛(MF)和/或聚酰胺
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环氧氯丙烷(PAE)。
[0017]本公开内容的另一个目的是提供一种用于使纤维材料如柔性片材、纸或纸板抗水而不削弱材料且不降低材料的可再制浆性的方法。
[0018]上述目的以及技术人员根据本公开内容将意识到的其他目的通过本公开内容的各个方面来实现。
[0019]根据本文中所示的第一方面，提供一种抗水纤维材料，其包含：
[0020]泡沫成形的纤维层，
[0021]其中所述泡沫成形的纤维层已经历用脂肪酸卤化物(fatty acid halide，脂肪酸酰卤)接枝以使所述泡沫成形的纤维层抗水。
[0022]根据本专利技术的一个方面，所述泡沫成形的纤维层是柔性片材、纸或纸板，其本身优选是由木浆或包含纤维素纤维的其他纤维物质形成的材料的片材或幅材的平坦、连续或不连续片。也就是说，术语“纤维”在这里旨在指源于或基于天然纤维如木浆、非木浆植物材料或其组合的材料。
[0023]柔性片材、纸或纸板可以本身的形式使用，或其可以与各种涂层一起提供，和/或用作包含一个或多个额外的纤维素基或非纤维素基层的多层层叠物中的层。
[0024]如本文中所用，术语“纤维材料”旨在至少包括本申请中提到的所述柔性片材、纸或纸板。
[0025]在本文中，柔性片材通常是指由木材或包含纤维素纤维的其他纤维物质制成的纤维片材或幅材的平坦、连续或不连续片，其具有柔性、拉伸和强度特性，这使得所述材料适于用作例如轻质手提袋和麻袋、购物袋、垃圾袋以及用于货物包装。
[0026]本公开内容中描述的柔性片材可具有2
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500g/m2、优选10
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500g/m2的克重，其可根据最终用途进行调整。柔性片材还包括根据方法ISO 1924
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2:2008测量的在5
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45％范围内的拉伸。
[0027]纸通常是指由木浆或包含纤维素纤维的其他纤维物质制成的片材或幅材材料，用于例如在其上书写、绘图或印刷，或用作包装材料。
[0028]纸板通常是指包含纤维素纤维的坚固、厚的纸或卡板，例如用于箱、袋和其他类型的包装中。纸板可包含一个或多个层。纸板可以是漂白的或未漂白的、涂布的或未涂布的，并以各种厚度生产，这取决于最终用途要求。
[0029]可用于本公开内容中的纸或纸板的定量(basis weight，基重)通常可在15
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500g/m2的范围内。
[0030本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.抗水纤维材料，其包含：泡沫成形的纤维层，其中所述泡沫成形的纤维层已经历用脂肪酸卤化物接枝以使所述泡沫成形的纤维层抗水。2.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中贯穿所述泡沫成形的纤维层的整个厚度，所述泡沫成形的纤维层已经历用脂肪酸卤化物接枝。3.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层由柔性片材组成，用作轻质手提袋和麻袋、购物袋、垃圾袋以及用于货物包装，所述柔性片材包含根据方法ISO 1924
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2:2008测量的在5
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45％范围内的拉伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层由纸或纸板组成。5.根据权利要求4所述的抗水纤维材料，其中所述纸或纸板包含泡沫成形的纤维层以及一个或多个额外的纤维层。6.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层构成两个或更多个额外的纤维层之间的中间层。7.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述柔性片材、纸或纸板已经历用脂肪酸卤化物接枝以使所述泡沫成形的纤维层抗水。8.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层具有前表面和后表面，并且所述泡沫成形的纤维层已经历用脂肪酸卤化物在前表面和后表面两者上接枝，或经历用脂肪酸卤化物在相同表面上接枝至少两次。9.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层的密度在700kg/m3以下、优选在600kg/m3以下、在500kg/m3以下或在400kg/m3以下。10.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层的厚度在30μm以上、优选在100μm以上。11.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层的定量在15
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500g/m2的范围内，优选在100
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400g/m2的范围内。12.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层构成泡沫成形的纤维层的总厚度的至少50重量％、更优选至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％或至少90重量％。13.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中所述泡沫成形的纤维层构成所述泡沫成形的纤维层的总定量的至少10重量％、更优选至少30重量％或至少50重量％。14.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，其中泡沫成形的纤维层中的接枝的和游离的脂肪酸的总量在所述泡沫成形的纤维层的总干重的0.1
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1.5g/m2的范围内。15.根据前述权利要求中任一项所述的抗水纤维材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S汉森，R巴登利德，K巴克福克，I海斯卡宁，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：