[发明专利]形成包括MFC的复合物的方法和通过所述方法生产的复合物

说明书

本发明提供了生产包括微原纤化纤维素(MFC)和沉淀碳酸钙的复合物的方法。该方法特征在于在碳酸化期间将MFC加入至氢氧化钙的悬浮体，由此碳酸钙以受控的方式沉淀在MFC的纤维或纤丝上。通过在碳酸化期间将微原纤化纤维素加入至钙悬浮体，MFC/PCC‑复合物的亮度和强度得到提高。此外，本发明的方法促进了二氧化钙和MFC在悬浮体中的分布并且因此产生更均匀的产品。

技术领域

本发明涉及生产包括微原纤化纤维素(MFC)的复合物的方法以及通过所述方法生产的复合物。更特别地，本公开内容涉及生产包括微原纤化纤维素和沉淀碳酸钙的复合物的方法及其用途。

背景技术

近年来，在许多领域中已经探索了微原纤化纤维素(MFC)的用途。在造纸工业中，已显示加入MFC可提高纸或纸板的强度。当在纸涂料(涂层，coating)应用中使用时，其可替代合成或天然粘合剂。MFC可进一步使用在许多其他技术领域，比如食品工业、聚合物或塑料工业、颜料、陶瓷油墨、橡胶工业、化妆品和制药工业。

包括原纤化纤维素(比如MFC)的分散体，在低干含量时具有高度粘稠、剪切稀化(shear-thinning)的透明凝胶的外观。该凝胶具有高粘度，使其非常难以在第剪切速率使其流动。这使其在分散体或悬浮体中以及在通过管道和泵的其他加工中难以散布(distribute)。

微原纤化纤维素(MFC)通常形成适合用于比如纸或纸板中的填料或强度添加剂、颜料、食品和药品中的应用的复合物的基本成分(基础)或一部分。这些复合物通常通过颜料或无机颗粒(比如沉淀的碳酸钙(PCC)与MFC)混合或成浆形成。

可通过用二氧化碳(CO2)处理石灰悬浮体(氢氧化钙)生产PCC。氢氧化钙与二氧化碳反应且形成碳酸钙的化学反应通常称作碳酸化(carbonation)，或碳酸饱和(carbonatation)。

PCC/MFC复合物材料在多种工业工艺中是有用的，比如造纸，以例如提高填料含量而不使得性质恶化，以及改进每种单独组分的滞留(retention)。US6156118公开了一种方法，其中纳米纤维被加入至PCC形成PCC/MFC复合物材料。

最近，已经描述了通过将MFC与石灰乳混合接着加入二氧化碳而将PCC沉淀在纳米纤维上。该方法以及其在造纸中的使用已经描述在例如US6251222和US5824364中。WO2014072913公开了生产干的复合物材料的方法，其通过将MFC与石灰乳混合并且随后加入二氧化碳以引起碳酸钙沉淀在MFC纤丝上获得。EP2486188进一步描述了一种方法，其中石灰乳(乳状物，milk)和纳米纤维素被预混合，于是注入二氧化碳。

然而，当在碳酸化之前向石灰乳加入MFC时，PCC趋向于基本上完全覆盖MFC纤丝，由此MFC的强度增强性质被劣化。此外，如此形成的复合物的不透光度已经不令人满意。进一步地难以实现在碳酸化期间所加入的二氧化钙的均匀分布，这导致不均匀的反应以及最终产品中的质量缺陷。与此工艺相关的另一个问题在于MFC由于其高粘度趋向于形成絮凝物(flocs)。

因此，仍需要消除前述问题的形成包括MFC和PCC的复合物的方法。

发明内容

本发明的一个目标在于提供生产包括MFC和PCC的复合物的改善的方法，该复合物与现有技术的方法相比，表现出改进的不透光度(opacity)和强度性质。

该目标全部地或部分地通过根据以下第一方面的方法实现。在以下说明书中说明实施方式。

根据第一方面，本发明提供生产包括微原纤化纤维素(MFC)和沉淀碳酸钙的复合物的方法，该方法包括以下步骤:

-提供包括氢氧化钙的悬浮体，

-对所述氢氧化钙进行碳酸化以形成沉淀的碳酸钙，其中在氢氧化钙的所述碳酸化期间将MFC加入至所述悬浮体由此碳酸钙至少部分地沉淀在MFC的纤维或纤丝上。