[发明专利]处理纤维素的方法和根据所述方法处理的纤维素

说明书

技术领域

本发明涉及通过使包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液经受电场，纯化(例如盐/离子除去和/或游离糖除去，优选通过使用脱水)包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液的方法。

背景技术

微原纤化纤维素(MFC)也被称为纳米纤维素，是通常由木质纤维素纤维制造的物质。它也可由微生物源、农业纤维、溶解的纤维素或者CMC等制造。在微原纤化纤维素中，各个微原纤维彼此之间已经部分或者完全分开。

微原纤化纤维素具有非常高的水结合能力，并因此非常难以降低包含微原纤化纤维素的浆液的水含量并因此难以纯化。包含微原纤化纤维素的浆液的高水含量也阻止MFC在需要具有高固体的MFC的许多不同的应用中的使用。

如今，存在数种不同的从包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液除水的方法。例如，可使用不同的干燥技术。不同的干燥技术的实例为冷冻干燥、喷雾干燥和超临界干燥。然而，这些技术相当需要能量，并因此在大规模工艺的使用中不具有成本效率。此外，当用不同的干燥技术除水时，经常倾向于发生微原纤化纤维素纤维的角质化或者超角质化。当纤维之间不可逆结合时形成角质化。当角质化发生时，纤维在水中不可能膨胀和溶胀，并因此失去纤维的原始水结合能力。角质化可通过添加化学品防止，其用以下方式物理地防止或者改变纤维，即，使得纤维素纤维之间的结合的形成被限制或者防止。CA1208631A描述了通过添加添加剂重新分散干燥的微原纤化纤维素的方法，所述添加剂将防止原纤维彼此结合并因此也防止纤维的角质化。

另外，Luchache等人在Annals of the University of Craiova,Electric Engineering series,No.32,2008；ISSN1842-4805中披露了纸浆和造纸废渣的脱水。

也可使用机械处理以从包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液除水。然而，由于微原纤化纤维素的小纤维尺寸和尺寸分布，它们通常不是很成功。而且，由于浆液形成的致密网络，包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液的过滤是困难的。而且，在微原纤化纤维素纤维之间的结合也相当强，并且这也将使得机械脱水效率不高。

在干燥中(例如在加压脱水中)的无效率或者限制将进一步在纤维素组分的离子的除去中产生问题。由于在脱水期间形成滤饼，产生较高的脱水阻力。同时，更加难以除去例如离子或者其它溶解的物质，因为这些可积累在滤饼中。因此，所得的MFC的脱水滤饼实际上可能含有初始的离子量或者甚至高得多的离子量。

当使用普通干燥方法时，离子和残留化学品将留在浓缩的纤维悬浮液中并最终留在干燥的MFC或者纤维素样品中。

因此需要纯化(例如盐/离子除去和/或游离糖除去)包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液的改善的方法，而不会导致角质化，或者超角质化。

发明内容

通过根据第一方面提供纯化(例如盐/离子除去和/或游离糖除去，优选使用脱水)包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液的方法，本发明解决了上述问题中的一个或者多个，其中所述方法包括以下步骤：

-提供包含纤维素和液体的浆液，

-使浆液经受电场，从而诱导浆液的液体流动，

-使液体与纤维素分离，从而得到液体被除去的浆液，

-将洗涤液体如有机溶剂添加至液体被除去的浆液，

-使液体被除去的浆液经受电场，从而诱导浆液的洗涤液体流动，和

-使洗涤液体与纤维素分离，从而得到纯化的纤维素。

根据第二方面，本发明还提供了根据第一方面纯化的纤维素如微原纤化纤维素。

根据第三方面，本发明还提供了可通过根据第一方面的方法得到的纤维素如微原纤化纤维素。

根据第四方面，本发明还提供了根据第二或者第三方面的纤维素如微原纤化纤维素在强度添加剂、增稠剂、粘度改性剂、流变改性剂、清洁粉末、洗涤粉末、洗涤剂、泡沫组合物、屏障、膜、食品、药物组合物、美容产品、纸或者纸板产品、涂料、卫生/吸收产品、乳液/分散剂、钻井泥浆、复合材料中，在水纯化中，在滤器中，在太阳能电池中，在电池中，在电子电路(其可为柔性的、印刷的或者涂覆的)中的用途，或者用于在制造再生纤维素或者纤维素衍生物中增强纤维素的反应性。

因此，本发明的一个目的是提供以改善的方式纯化(例如盐/离子除去和/或游离糖除去，优选通过使用脱水)包含纤维素如微原纤化纤维素的浆液的方法。

本发明的另一目的是提供具有改善的性质的脱水的纤维素如微原纤化纤维素。