[发明专利]包含微原纤化纤维素的纤维产品的生产方法

说明书

由纤维幅材生产纤维产品的方法，其中该方法包括如下步骤：提供包含天然微原纤化纤维素的纤维悬浮体，其中所述悬浮体的微原纤化纤维素含量在基于总的干固体含量40至99.9重量％范围内，所述纤维悬浮体进一步包括有机酸、金属盐或其混合物，其中有机酸、金属盐或其混合物的量为基于悬浮体的总的干固体含量的至少2重量％，‑所述纤维悬浮体还包含具有至少50000g/mol分子量的不带电的、两性的或弱阳离子的聚合物，‑所述纤维悬浮体还包含至所述悬浮体的具有至少10000g/mol分子量的阴离子聚合物，‑提供所述悬浮体至基底以形成纤维幅材，其中所述悬浮体中不带电的、两性的或弱阳离子的聚合物的量在基于总的干固体含量0.1至20kg/公吨的范围内并且其中所述悬浮体中阴离子聚合物的量在基于总的干固体含量0.01至10kg/公吨的范围内；和‑将所述纤维幅材脱水以形成纤维产品。

技术领域

本发明涉及用于防止在包含微原纤化纤维素的悬浮体中形成纤维团聚体(agglomerates，附聚体)的改进方法，并且涉及由纤维幅材生产纤维产品的改进方法。

背景技术

纤维产品或膜的由包含微原纤化纤维素(MFC)的悬浮体在造纸机上的制造是极其需要的。由于脱水速度低和致密纤维产品的形成，当从造纸机丝网释放材料时存在问题。还存在如下风险：太强烈的脱水可导致幅材中的针孔，使产品品质劣化。另外的关键变量为幅材的成形，其继而影响幅材性质。

已经提出通过在塑料支持材料如PE或PET上涂覆NFC而制造MFC或NFC(纳米原纤化的纤维素)膜例如自立膜的多种制造方法(WO2013060934A2)。

JP10095803A公开了其中将细菌纳米纤维素(BNC)喷雾在充当基础基底的纸上的方法。类似方法，即使用纸或纸板基底，已经在现有技术中研究并且相当频繁地报道。

US2012298319A教导MFC膜的制造方法，其通过在多孔基底上直接施加配料(furnish)由此容许MFC脱水和过滤而进行。

WO2012107642A1解决了MFC的吸湿性问题，这通过当制备膜时使用有机溶剂而解决。

WO2017046754A1涉及将两性聚合物加入到微原纤化纤维素悬浮体。

US20140102649A1涉及具有高的干强度的纸、板和卡板的生产工艺，通过加入包括纳米纤维素和至少一种选自阴离子聚合物和水溶性阳离子聚合物的聚合物的含水组合物、将纸原料排水和干燥纸产品而进行。

高度原纤化的纤维素(例如未改性的或非衍生化的原纤化的纤维素或纳米纤维素)当在悬浮体中(特别地以高固体含量或在不稳定的胶态条件下例如以高电解质浓度和/或在低pH下)存在时具有自聚集或团聚且形成较大的束(bundle)的趋势。所述束典型地为聚集或团聚的原纤维且还可包含例如细粒(fines)。所述束是足够大的，以至于被光学显微镜观察到，并且在较大的束的情况下甚至在没有显微镜的情况下也观察到。所述束可在产品品质和稳定性方面成问题，这影响例如保水能力、成膜(阻隔)性质、光学性质、强度和强化性能以及在基底制造期间的运行性(runnability)行为。纤维或原纤维在已经悬浮后团聚的问题在悬浮体还包含相对长的纤维和/或细粒时尤为常见。因此，本文中所称的自聚集或团聚在微原纤化纤维素悬浮体经历存储或正被搅拌时出现。自聚集或团聚典型地在原纤化的材料已经产生后不久开始且随时间并在悬浮体搅拌时增多。团聚体的形成不仅在制造薄产品例如膜、薄纸、薄滤纸等时而且在诸如漆、胶粘剂等的应用中尤其令人烦恼。

在解决该问题的尝试中，在现有技术中已经提出使用各种针对MFC的添加剂，但它们大多用于改善留着性或强度效果，或然后促进MFC的再分散。

将设想到，可通过将悬浮体中的材料强烈混合来减少絮状物(flock)和束的形成，但不幸地，已经观察到相反效果，即束实际上在混合期间形成，至少在一定剪切速率下。可破坏所形成的絮状物和束的高剪切机械崩解(disintegration，破碎)的使用通常需要另外投资并且仅暂时解决问题。