具有增强特性的微纤化纤维素及其制备方法技术

通过将超声波能量施加于脱水的、部分干燥和干燥的微纤化纤维素的组合物或者微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物的液体组合物，将脱水的、部分干燥和干燥的微纤化纤维素的组合物以及微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物再分散和解聚为包含它们的这种液体组合物的方法。制备具有增强的粘度和拉伸强度特性的包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的水性悬浮液的方法适用于造纸或涂布纸、以及填充和涂布由这种水性悬浮液制得的纸的方法。涂布由这种水性悬浮液制得的纸的方法。涂布由这种水性悬浮液制得的纸的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有增强特性的微纤化纤维素及其制备方法
[0001]本申请是申请号为2018800264082、申请日为2018年04月20日、专利技术名称为“具有增强特性的微纤化纤维素及其制备方法”的专利技术专利的分案申请。


[0002]本专利技术涉及通过将超声波能量施加于脱水的、部分干燥和干燥的微纤化纤维素的组合物或者微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物的液体组合物，将脱水的、部分干燥和干燥的微纤化纤维素的组合物以及微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物再分散和解聚为包含它们的这种液体组合物的方法。本专利技术还涉及制备具有增强的粘度和拉伸强度特性的包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的水性悬浮液的方法适用于造纸或涂布纸、以及填充和涂布由这种水性悬浮液制得的纸的方法。

技术介绍

[0003]微纤化纤维素以及任选的无机颗粒材料，例如碱土金属碳酸盐(例如，碳酸钙)或高岭土，在许多应用中得到广泛使用。这些包括微纤化纤维素的生产，以及可选的含矿物质的组合物的生产，这些组合物可用作造纸和/或纸涂料中的填料。在纸和涂布纸产品中，通常添加这种填料以代替纸和/或涂布纸产品的其他较昂贵的成分的一部分。还可以添加填料，以改变纸和/或涂布纸产品的物理、机械和/或光学要求。显然，可以包含的填料数量越多，节省成本的潜力就越大。但是，必须根据最终纸产品或涂布纸产品的物理、机械和光学要求平衡添加的填料量和相关的成本节省。因此，持续需要开发用于纸和纸涂料的改进的填料，其可以在高负载水平下使用而不会不利地影响这种纸和/或涂布纸产品的物理、机械和/或光学要求。还需要开发经济地制备这种填料的方法。
[0004]本专利技术寻求提供用于纸和/或涂布纸产品的替代和/或改进的填料，其可以以相对高的负载水平结合到纸和/或涂布纸产品中，同时保持或甚至改善纸和/或涂布纸产品的物理、机械和/或光学性能。本专利技术还试图提供一种制备这种填料的经济方法。这样，本专利技术人惊奇地发现，包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的填料可以通过经济的方法制备，并且可以以相对较高的含量装载到纸产品和/或涂布纸产品中，同时维持甚至改善最终纸制品的物理、机械和/或光学性能。令人惊讶地发现，将超声波能量施加到包含至少一种无机颗粒材料的微纤化纤维素的悬浮液或微纤化纤维素悬浮液中有效地制备具有改善的拉伸强度和/或增强的粘度特性的这种悬浮液。
[0005]此外，本专利技术试图解决工业规模经济地制备微纤化纤维素以及微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物的问题。当前将纤维素材料以及微纤化纤维素和无机颗粒材料微纤化的方法需要相对大量的能量，这部分是由于原料和含微纤化的产物的粘度较高，并且迄今为止，在工业规模上制备微纤化纤维素的商业上可行的方法迄今还难以捉摸。
[0006]另外，本专利技术试图解决任选地在无机颗粒材料以外的添加剂的存在下和/或在无机颗粒材料的组合的存在下，将脱水的、部分干燥或基本上干燥的微纤化纤维素的组合物或微纤化纤维素和无机颗粒物质的组合物再分散在液体介质中的问题。无机颗粒材料的添
加剂和/或组合可以例如增强再分散的微纤化纤维素或微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物的机械和/或物理性能。本专利技术进一步涉及包含再分散的微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的组合物，以及再分散的微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料在制品、产品或组合物中的用途。该问题的解决方案是将超声波能量施加于如本文所述的微纤化纤维素的组合物或微纤化纤维素和至少一种无机颗粒材料的组合物的再分散。
[0007]专利技术概述
[0008]根据第一方面，本专利技术涉及一种再分散脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素的方法，该方法包括以下步骤：
[0009](a)向具有至少一个进口和出口的罐中添加一定数量的合适的分散液体(例如水)，其中所述罐还包括混合器和连接到所述出口的泵；
[0010](b)通过所述至少一个入口向所述罐中添加足够量的数量的脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素，以产生所需固体浓度的微纤化纤维素的液体组合物；
[0011](c)使用所述混合器在所述罐中混合分散液体和所述脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素，以部分解聚并再分散所述微纤化纤维素，从而形成可流动浆料；
[0012](d)使用该泵将所述可流动浆料泵送到流通池的入口，其中所述流通池包括一个或多个串联的超声探头和至少一个出口；
[0013](e)通过所述超声探头在19至100kHz的频率范围内向所述浆料连续施加至少200kWh/t的超声波能量；
[0014](f)在合适的容纳容器中从所述流通池的至少一个出口收集具有增强的拉伸强度和/或粘度特性的包含微纤化纤维素的再分散的悬浮液。
[0015]根据第二方面，本专利技术涉及一种再分散脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素的方法，该方法包括以下步骤：
[0016](a)向具有至少一个进口和出口的罐中添加一定数量的合适的分散液体，其中所述罐还包括混合器和连接到所述出口的泵；
[0017](b)通过所述至少一个入口向所述罐中添加足够量的数量的脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素，以产生所需固体浓度的微纤化纤维素的液体组合物；
[0018](c)使用所述混合器在所述罐中混合分散液体和所述脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素，以部分解聚并再分散所述微纤化纤维素，从而形成可流动浆料；
[0019](d)使用该泵将所述可流动浆料泵送到流通池的入口，其中流通池包括一个或多个串联的超声探头和第一出口；并且其中所述流通池的第二出口连接到所述罐的第二入口，从而提供连续的再循环回路，以向所述浆料连续施加所需时间段和/或总能量输入范围的超声波能量；
[0020](e)通过所述超声探头在19至100kHz的频率范围内向所述浆料连续施加至少200kWh/t的超声波能量；
[0021](f)在合适的容纳容器中从流通池的第一出口收集具有增强的拉伸强度和/或粘度特性的包含微纤化纤维素的再分散的悬浮液。
[0022]根据第三方面，本专利技术涉及第一和第二方面的方法，其中脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素组合物还包含至少一种无机颗粒材料。
[0023]在本专利技术的第一、第二或第三方面的实施方案中，累积超声波能量输入可以为约
1,000kWh/t至约10,000kWh/t，或在约1,000kWh/t至约2,000kWh/t之间，或在约2,000kWh/t至约3,000kWh/t之间。
[0024]在本专利技术的第一、第二或第三方面的实施方案中，流通池包括冷却套，用于将所述微纤化纤维素的悬浮液的温度维持在约1℃至约80℃的范围内，或在约20℃至约50℃的范围内，或在室温下，或为约20℃。
[0025]在本专利技术的第一、第二或第三方面的实施方案中，流通池在第二出口处包括可调节阀以产生约0巴至约10巴、或约0至约4巴、优选约3巴的再循环液体的背压。
[0026]在本专利技术的第一、第二或第三方面的实施方案中，所述流通池还包括一个或多个增幅器以机械地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再分散脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素的方法，该方法包括以下步骤：(a)向具有至少一个进口和出口的罐中添加一定数量的合适的分散液体，其中所述罐还包括混合器和连接到所述出口的泵；(b)通过所述至少一个入口向所述罐中添加足够量的数量的脱水的、部分干燥的或基本干燥的微纤化纤维素，以产生所需固体浓度的微纤化纤维素的液体组合物；(c)使用所述混合器在所述罐中混合分散液体和所述脱水的、部分干燥的或基本干燥的微...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：飞博林科技有限公司，
类型：发明
国别省市：