包含MFC的多层膜制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在造纸机中制造包含微原纤化纤维素(MFC)的多层膜的方法，该方法包括以下步骤：a)通过将第一纸浆悬浮液施加在底部幅材丝网上而形成底部幅材层，该第一纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR(肖伯尔

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含MFC的多层膜


[0001]本公开内容涉及例如可用于纸和纸板基包装材料的阻气膜。更具体地，本公开内容涉及用于制造包含高度精制的纤维素纤维的膜，特别是包含微原纤化纤维素(MFC)的膜的方法。

技术介绍

[0002]在包装工业中需要有效的气体、气味(aroma，香味)和/或湿气阻隔物来屏蔽敏感性产品。特别地，氧敏感性产品需要氧气阻隔物来延长其保质期。氧敏感性产品包括许多食品，而且包括药品和电子工业产品。已知的具有氧气阻隔特性的包装材料可以包含一个或几个聚合物膜，或者包含涂覆有通常作为多层涂层结构的一部分的一个或几个氧气阻隔聚合物层的纤维纸或纸板。用于食品的包装的另一重要特性是耐油脂性和耐油性。
[0003]最近，已经开发出微原纤化纤维素(MFC)膜，其中离纤化的(defibrillated，原纤分离的)纤维素原纤维悬浮在例如水中，重组织并且重新粘结在一起形成连续膜。已发现MFC膜提供良好的气体阻隔特性以及良好的耐油脂性和耐油性。
[0004]MFC膜可以通过如下方式制备：将MFC悬浮液施加在多孔基材上形成幅材，随后通过使水通过基材排出而使幅材脱水以形成膜。幅材的形成可以例如通过使用造纸
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或纸板机型工艺来实现。多孔基材可例如为膜或丝网织物，或者其可为纸或纸板基材。
[0005]在造纸机上，由排水极慢的高度精制的纤维素或MFC悬浮液制造膜和阻隔基材是困难的，因为由于出现针孔而难以产生良好的阻隔。针孔是可能在成形过程期间出现在幅材中的微孔。出现针孔的原因的实例包括纸浆悬浮液中的不匀度(irregularities，不规则物)(例如通过原纤维的絮凝或再絮凝而形成的)、脱水织物粗糙、丝网上的不均匀纸浆分布、或过低的幅材克重。针孔的形成典型地随着脱水速度的增大而增加。然而，在无针孔区域中，当克重高于20
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40g/m2时，氧气透过率值却是良好的。
[0006]MFC膜典型地相对较弱，并因此膜通常与一个或多个额外的支撑层一起成形或层压以改善机械强度。然而，由于MFC膜的收缩特性，与其它基于纤维素的层一起成形或层压可能通常导致所形成的多层结构的卷曲问题。
[0007]此外，当形成多层结构时，MFC悬浮液和湿幅材的高保水率和低水渗透率可导致排水问题。MFC膜的低水渗透率可阻止水从多层结构的其它层移除，这可导致分层或气泡形成。
[0008]克服该问题的一种解决方案是通过用MFC悬浮液涂覆相对干燥的基材，然后对基材进行干燥来形成MFC层。遗憾地，由于MFC悬浮液典型地相对较湿，该解决方案可能会导致关于基材的再润湿的问题。
[0009]另一种可能性是湿对干层压，其中将含有湿MFC的层片层压到干燥基材上。然而，在这种情况下，卷曲和不对称收缩必须通过其它手段控制，例如用MFC涂覆背面。这导致了额外的再润湿而未获得任何额外的阻隔特性。
[0010]从技术和经济的观点来看，优选的是寻找能够快速脱水并同时改善膜机械特性或
阻隔特性或这两者的解决方案。
具体实施方式
[0011]本公开内容的一个目的是提供一种用于制造包含高度精制的纤维素纤维(如微原纤化纤维素(MFC))的膜的方法，其缓解了与现有技术方法相关联的以上所提及的问题中的至少一些。
[0012]本公开内容的另一个目的是提供一种用于在纸
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或纸板机型工艺中制造包含高度精制的纤维素纤维的膜的改善的方法。
[0013]本公开内容的另一个目的是提供一种可用作纸或纸板基包装材料中的气体阻隔物的膜，该膜基于可再生原料。
[0014]本公开内容的另一个目的是提供一种可用作纸或纸板基包装材料中的气体阻隔物的膜，该膜具有较高的可再制浆性，从而为包含膜的包装产品提供了较高的可再循环使用性。
[0015]以上所提及的目的以及技术人员根据本公开内容所意识到的其它目的通过本公开内容的各个方面得以实现。
[0016]本专利技术的方法允许在造纸机型工艺中有效地制造包含微原纤化纤维素的多层膜。已发现这样的膜作为气体阻隔膜是非常有用的，例如在包装应用中。膜可用于代替常规的阻隔膜，如合成聚合物膜或铝箔——其降低了纸或纸板包装产品的可再循环使用性。本专利技术的膜具有高可再制浆性，从而为膜以及包含膜的纸或纸板包装产品提供了较高的可再循环使用性。
[0017]根据本文所示的第一方面，提供了一种用于在造纸机中制造包含微原纤化纤维素(MFC)的多层膜的方法，该方法包括以下步骤：
[0018]a)通过将第一纸浆悬浮液施加在底部幅材丝网上而形成底部幅材层，该第一纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR(肖伯尔
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瑞格勒(Schopper
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Riegler))值在18
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75范围内的纤维素基纤维材料；
[0019]b)在底部幅材层上形成或施加由第二纸浆悬浮液形成的中间幅材层，该第二纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR值在80
‑
100范围内的MFC；
[0020]c)将由第三纸浆悬浮液形成的顶部幅材层施加在中间幅材层上以形成多层幅材，该第三纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR(肖伯尔
‑
瑞格勒)值在18
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75范围内的纤维素基纤维材料；以及
[0021]d)将所形成的多层幅材脱水并任选地干燥，以获得包含MFC的多层膜。
[0022]如本文所用，术语膜通常是指薄的连续片成形材料。取决于纸浆悬浮液的组成，膜也可被认为是薄纸或甚至膜片(membrane)。
[0023]多层膜可以原样使用，或者它可以与一个或多个其它层组合。该膜例如可用作纸板基包装材料中的阻隔层。膜也可为或者构成玻璃纸、防油纸或薄包装纸中的阻隔层。
[0024]尽管技术人员可设想用于执行本专利技术方法的步骤的不同布置，但是本专利技术的方法可有利地在造纸机中，更优选地在Fourdrinier造纸机中执行。
[0025]纸机(或纸制造机)是在纸浆和造纸工业中用于高速大量生产纸的工业机器。现代造纸机典型地基于Fourdrinier造纸机的原理，其使用移动的编织网(即“丝网”)，以通过过
滤出纸浆悬浮液中容纳的纤维并产生连续移动的湿纤维幅材来产生连续幅材。该湿幅材在机器中干燥以产生纸或膜。
[0026]本专利技术方法的成形和脱水步骤优选地在造纸机的成形部(通常称为湿部)处执行。
[0027]湿幅材在造纸机的成形部中形成在不同丝网上。用于本专利技术的优选类型的成形部包括与支撑丝网组合的2或3个Fourdrinier造纸机丝网部。丝网优选地为无端丝网。本专利技术的方法中使用的丝网优选地具有相对高的孔隙率，以允许快速脱水和高排水能力。在100Pa下，丝网的透气率优选地在5000m3/m2/小时以上。本专利技术的方法中使用的丝网优选地具有相对高的孔隙率，以允许快速脱水和高排水能力。丝网优选地具有典型地在190以上的较高纤维支撑指数(F.S.I)，使得细粒材料不渗入结构中并且导致较少的丝网印本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于在造纸机中制造包含微原纤化纤维素(MFC)的多层膜的方法，所述方法包括以下步骤：a)通过将第一纸浆悬浮液施加在底部幅材丝网上而形成底部幅材层，所述第一纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR(肖伯尔
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瑞格勒)值在18
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75范围内的纤维素基纤维材料；b)在所述底部幅材层上形成或施加由第二纸浆悬浮液形成的中间幅材层，所述第二纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR值在80
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100范围内的MFC；c)将由第三纸浆悬浮液形成的顶部幅材层施加在所述中间幅材层上以形成多层幅材，所述第三纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR(肖伯尔
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瑞格勒)值在18
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75范围内的纤维素基纤维材料；以及d)将形成的多层幅材脱水并任选地干燥，以获得包含MFC的多层膜。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)包括：a1)通过将第一纸浆悬浮液施加在底部幅材丝网上而形成底部幅材层，所述第一纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR(肖伯尔
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瑞格勒)值在18
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75范围内的纤维素基纤维材料；以及a2)使所述底部幅材层部分脱水。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤b)包括通过将第二纸浆悬浮液施加到所述底部幅材层上而形成中间幅材层，所述第二纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR值在80
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100范围内的MFC。4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)的所述底部幅材层和步骤b)的所述中间幅材层使用多层流浆箱同时形成。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤b)包括：b1)通过将第二纸浆悬浮液施加在中间幅材丝网上而形成中间幅材层，所述第二纸浆悬浮液包含至少50％干重的SR值在80
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100范围内的MFC；b2)使所述中间幅材层部分脱水；以及b3)将部分脱水的中间幅材层施加到所述底部幅材层。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤c)包括：c1)通过将第三纸浆悬浮液施加在顶部幅材丝网上而形成顶部幅材层，所述第三纸浆悬浮液包含至少50％干重...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：