【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的先前基本上干燥或部分干燥的且任选地成粉状的组合物进行再分散的可运输装备系统和相关联的方法。
技术介绍
1、本文所描述的类型的可运输装备系统需要减少能量输入来将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的先前基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物再分散为基本上均匀悬浮液以用于最终用途应用。所描述的可运输装备系统最小化或避免了通常与微纤化纤维素的再分散相关联的团聚和/或角质化。装备系统和相关联方法还在利用微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料组合物的这类再分散组合物的各种最终用途应用中恢复了再分散的微纤化纤维素的最佳抗张特性，包括抗张强度和抗张指数。所描述的装备系统还解决了对可以在远程最终用户位置处安装的可运输的移动装备系统的需要。
2、本专利技术还总体上涉及改进包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的干燥且成粉状的组合物的再分散性的方法。所描述的方法包括制备包含先前基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的纤维化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的组合物的浆料，其中微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的浆料可以在单程(single pass)中再分散，而需要减少的能量输入来将微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料组合物进行再分散。所描述的方法最小化或消除了微纤化纤维素在再分散时的团聚和/或角质化。所描述的方法还恢复了再分散的微纤化纤维素的抗张特性，包括抗张强度和抗张指数特性。
3、微纤化纤维素和无机颗粒材料例如碱土
4、近年来，微纤化纤维素和包含微纤化纤维素的组合物以及包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的组合物已经被证明具有多种有用的特性，包括增强多种最终用途产品(诸如纸、纸板、聚合物制品、涂料等)的机械、物理和/或光学特性。
5、典型地以含水形式制备的微纤化纤维素组合物经常被干燥以供运输，以便减轻组合物的总重量以及减少相关联的运输成本。然后，最终用户典型地会在用于预期的最终用途应用之前将微纤化纤维素进行再分散。在美国专利号11,001,644中描述了用于将包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的组合物进行脱水和干燥的示例性过程，该美国专利整体并入本文。然而，在干燥和再分散之后，微纤化纤维素的一些或全部有利特性可能会由于包括微纤化纤维素的团聚和/或角质化的原因而减少或丢失。因此，一直需要改进微纤化纤维素在干燥和再分散后的特性。
技术实现思路
1、本专利技术试图解决以下问题：使包含微纤化纤维素并且任选地包含一种或多种无机颗粒物质组合物的经脱水且任选地成粉状的基本上干燥或部分干燥的组合物在分散液中、任选地在存在除了无机颗粒材料以外的添加剂的情况下和/或在存在无机颗粒材料的组合的情况下进行再分散，同时避免众所周知的团聚和/或角质化的问题。添加剂和/或无机颗粒材料的组合可以例如增强再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理特性。本专利技术还涉及包含再分散的微纤化纤维素的组合物以及再分散的微纤化纤维素在制品、产品或组合物中的使用。
2、本专利技术试图为纸和/或涂布纸产品提供替代和/或改进的填料，该填料可以相对高的负载水平结合在纸和/或涂布纸产品中，而同时保持或甚至改进纸和/或涂布纸产品的物理、机械和/或光学特性。
3、本专利技术还试图提供一种用于将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的组合物进行再分散的经济方法和对应的便携式制造系统，以制备包含此成分的这类填料来用于各种最终用途应用，如本文更全面地描述。这类便携式系统允许在靠近最终用途制造场所(例如，造纸和/或纸张涂布场所)的位置处构造用于将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的基本上干燥或部分干燥的组合物进行再分散的系统。
4、该问题的解决方案是一种用于将包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的先前基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物进行再分散的可运输系统，以及用于将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的先前基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物进行再分散的相关联方法，如本说明书中详细地描述。
5、所描述的类型的可运输再分散系统包括：混合设备，该混合设备包括剪切器头叶轮以使微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料部分地解聚来形成可流动浆料(即，液体悬浮液)；第一级高剪切转子-定子设备(例如，磨机、胶体磨机、超细研磨设备或精制机)，其中微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的可流动浆料经受进一步高剪切混合以形成微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的基本上均匀悬浮液；任选地，水力旋流器，该水流旋流器用于将微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的基本上均匀悬浮液分成经剪切的细颗粒流和剪切不足的粗颗粒流，该水力旋流器包括再循环回路，该再循环回路用于将剪切不足的粗颗粒流返回到混合设备以进行进一步中等剪切混合并使细颗粒流流到第二级高剪切设备(例如，转子-转子设备、第二高剪切转子-定子设备、胶体磨机、超细研磨设备或精制机)以使基本上均匀悬浮液经受附加的高剪切加工来产生微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的均一的再分散悬浮液；其中微纤化纤维素的抗张特性与微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的可比较的从未干燥的悬浮液的抗张特性相当；以及将微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的再分散悬浮液收集在适当的容纳容器中以用于进一步最终用途应用。
6、转子-转子高剪切设备包括反向旋转环以用于使细颗粒流经受高剪切加工来产生微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的基本上均匀或均一的再分散悬浮液，其中微纤化纤维素的抗张特性与微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的可比较的从未干燥的悬浮液的抗张强度相当。该系统包括适当的容纳容器以将微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的再分散悬浮液收集在合适的容纳容器中以用于进一步最终用途应用。
7、相关联的方法包括将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的先前基本上干燥或部分干燥且任本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物进行再分散的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述转子-定子设备之后的水力旋流器，其中所述水力旋流器包括入口、第一水力旋流器出口和第二水力旋流器出口；其中所述水力旋流器将所述基本上均匀悬浮液分成(i)经剪切的细颗粒流和(ii)剪切不足的粗颗粒流；将所述剪切不足的粗颗粒流从所述第一水力旋流器出口泵送到所述混合设备的第二入口以准许所述剪切不足的粗颗粒流再循环并与所述可流动浆料在所述混合罐中再混合；将所述细颗粒流从所述水力旋流器的所述第二出口流到所述第二级高剪切设备的入口，所述第二级高剪切设备选自转子-转子设备、第二高剪切转子-定子设备、胶体磨机、超细研磨设备或精制机，其中所述转子-转子设备包括反向旋转环以用于使所述基本上均匀悬浮液经受附加的高剪切加工。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述组合物还包含一种或多种无机颗粒材料。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中包含微纤化纤
5.根据权利要求3所述的方法，其中包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的所述基本上干燥或部分干燥的组合物成粉状。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述方法是连续过程、半连续过程或批量过程。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法是连续过程、半连续过程或批量过程。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述分散液是水。
9.根据权利要求3所述的方法，其中所述分散液是水。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的液体组合物是约0.5wt％至约2.5wt％纤维固体。
11.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.5wt％至约2.5wt％纤维固体。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.75wt％纤维固体。
13.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.75wt％纤维固体。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1wt％纤维固体。
15.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1wt％纤维固体。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.25wt％纤维固体。
17.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.25wt％纤维固体。
18.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.5wt％纤维固体。
19.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.5wt％纤维固体。
20.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.75wt％纤维固体。
21.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.75wt％纤维固体。
22.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2wt％纤维固体。
23.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2wt％纤维固体。
24.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2.5wt％纤维固体。
25.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2.5wt％纤维固体。
26.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约3wt％纤维固体。
27.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约3wt％纤维固体。
28.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约4wt％纤维固体。
29.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约4wt％纤维固体。
30.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约5wt％纤维固体。
31.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约5wt％纤维固体。
32.根据权利要求1或权利要...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物进行再分散的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述转子-定子设备之后的水力旋流器，其中所述水力旋流器包括入口、第一水力旋流器出口和第二水力旋流器出口；其中所述水力旋流器将所述基本上均匀悬浮液分成(i)经剪切的细颗粒流和(ii)剪切不足的粗颗粒流；将所述剪切不足的粗颗粒流从所述第一水力旋流器出口泵送到所述混合设备的第二入口以准许所述剪切不足的粗颗粒流再循环并与所述可流动浆料在所述混合罐中再混合；将所述细颗粒流从所述水力旋流器的所述第二出口流到所述第二级高剪切设备的入口，所述第二级高剪切设备选自转子-转子设备、第二高剪切转子-定子设备、胶体磨机、超细研磨设备或精制机，其中所述转子-转子设备包括反向旋转环以用于使所述基本上均匀悬浮液经受附加的高剪切加工。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述组合物还包含一种或多种无机颗粒材料。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的所述基本上干燥或部分干燥的组合物成粉状。
5.根据权利要求3所述的方法，其中包含微纤化纤维素和一种或多种无机颗粒材料的所述基本上干燥或部分干燥的组合物成粉状。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述方法是连续过程、半连续过程或批量过程。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法是连续过程、半连续过程或批量过程。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述分散液是水。
9.根据权利要求3所述的方法，其中所述分散液是水。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的液体组合物是约0.5wt％至约2.5wt％纤维固体。
11.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.5wt％至约2.5wt％纤维固体。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.75wt％纤维固体。
13.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.75wt％纤维固体。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1wt％纤维固体。
15.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1wt％纤维固体。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.25wt％纤维固体。
17.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.25wt％纤维固体。
18.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.5wt％纤维固体。
19.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.5wt％纤维固体。
20.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.75wt％纤维固体。
21.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约1.75wt％纤维固体。
22.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2wt％纤维固体。
23.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2wt％纤维固体。
24.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2.5wt％纤维固体。
25.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约2.5wt％纤维固体。
26.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约3wt％纤维固体。
27.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约3wt％纤维固体。
28.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约4wt％纤维固体。
29.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约4wt％纤维固体。
30.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约5wt％纤维固体。
31.根据权利要求3所述的方法，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约5wt％纤维固体。
32.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述微纤化纤维素能够用化学浆、或化学热机械浆、或机械浆、或再生浆、或损纸浆、或造纸厂废料流、或来自造纸厂的废料或其组合来制备。
33.根据权利要求3所述的方法，其中所述微纤化纤维素能够用化学浆、或化学热机械浆、或机械浆、或再生浆、或损纸浆、或造纸厂废料流、或来自造纸厂的废料、或其组合来制备。
34.根据权利要求3所述的方法，其中所述一种或多种无机颗粒材料包括碱土金属碳酸盐或硫酸盐、含水高岭石组粘土、无水(煅烧的)高岭石组粘土、滑石、云母、珍珠岩或硅藻土或其组合。
35.根据权利要求3所述的方法，其中所述一种或多种无机颗粒材料能够包括碳酸钙、碳酸镁、白云石、膨润土、石膏、高岭土、埃洛石、球粘土、偏高岭土、完全煅烧的高岭土或其组合。
36.根据权利要求3所述的方法，其中所述一种或多种无机颗粒材料包括碳酸钙。
37.根据权利要求3所述的方法，其中所述一种或多种无机颗粒物质包括高岭土。
38.根据权利要求3所述的方法，其中所述一种或多种无机颗粒物质包括高岭土和碳酸钙。
39.根据权利要求36所述的方法，其中所述碳酸钙是沉淀碳酸钙、重质碳酸钙或其组合。
40.根据权利要求36所述的方法，其中所述碳酸钙包括方解石、霰石或球霰石结构。
41.根据权利要求36所述的方法，其中所述碳酸钙呈偏三角面或菱面体晶体的形式。
42.根据权利要求37所述的方法，其中所述高岭土是超扁平状高岭土。
43.根据权利要求36所述的方法，其中至少约50wt％的所述碳酸钙具有小于约2μm的当量球径。
44.根据权利要求37所述的方法，其中至少约50wt％的所述高岭土具有小于约2μm的当量球径。
45.根据权利要求36所述的方法，其中所述重质碳酸钙是石灰石或大理石。
46.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述最终用途包括制作纸或涂布纸、涂料、涂层、建筑材料、吊顶瓷砖、复合材料或阻隔涂层的方法。
47.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第一级高剪切转子-定子设备选自磨机、胶体磨机、超细研磨设备或精制机。
48.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一级高剪切转子-定子设备选自磨机、胶体磨机、超细研磨设备或精制机。
49.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第二级高剪切转子-定子设备选自转子-转子设备、磨机、胶体磨机、超细研磨设备或精制机。
50.根据权利要求3所述的方法，其中所述第二级高剪切转子-定子设备选自转子-转子设备、磨机、胶体磨机、超细研磨设备或精制机。
51.一种用于将包含微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物在液体介质中进行再分散以形成液体组合物的可运输系统(1)，包括：
52.根据权利要求51所述的系统，还包括水力旋流器(40)，所述水力旋流器包括水力旋流器入口(41)、第一水力旋流器出口(42)和第二水力旋流器出口(43)；其中所述水力旋流器入口(41)连接到所述转子-定子设备的所述转子-定子出口(32)；其中所述水力旋流器将微纤化纤维素和任选地一种或多种无机颗粒材料的所述浆料分成经剪切的细颗粒流和剪切不足的粗颗粒流，其中所述第一水力旋流器出口(42)连接到所述混合罐(20)的第二入口(25)以将所述剪切不足的粗颗粒流返回到所述混合罐(20)；其中所述细颗粒流经由所述第二水力旋流器出口(43)流到所述第二级高剪切入口(52)。
53.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中包含微纤化纤维素的所述基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物还包含一种或多种无机颗粒材料。
54.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中包含微纤化纤维素的所述基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物还包含一种或多种无机颗粒材料、成粉状。
55.根据权利要求53所述的系统，其中包含微纤化纤维素的所述基本上干燥或部分干燥且任选地成粉状的组合物还包含一种或多种无机颗粒材料、成粉状。
56.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中所述液体介质是水。
57.根据权利要求53所述的系统，其中所述液体介质是水。
58.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.5wt％至约5wt％纤维固体。
59.根据权利要求53所述的系统，其中微纤化纤维素的所述液体组合物是约0.5wt％至约5wt％纤维固体。
60.根据权利要求50或权利要求52所述的系统，其中所述液体组合物是约0.75wt％纤维固体。
61.根据权利要求53所述的系统，其中所述液体组合物是约0.75wt％纤维固体。
62.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中所述液体组合物是约1wt％纤维固体。
63.根据权利要求53所述的系统，其中所述液体组合物是约1wt％纤维固体。
64.根据权利要求51或52所述的系统，其中所述液体组合物是约1.25wt％纤维固体。
65.根据权利要求53所述的系统，其中所述液体组合物是约1.25wt％纤维固体。
66.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中所述液体组合物是约1.5wt％纤维固体。
67.根据权利要求53所述的系统，其中所述液体组合物是约1.5wt％纤维固体。
68.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中所述液体组合物是约1.75wt％纤维固体。
69.根据权利要求53所述的系统，其中所述液体组合物是约1.75wt％纤维固体。
70.根据权利要求51或权利要求52所述的系统，其中所述液体组合物是约2wt％纤维固体。
71.根据权利要求53所述的系统，其中所述液体组合物是约2w...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·塔罕丹，M·温德班克，D·R·斯库斯，
申请(专利权)人：菲博林科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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