[发明专利]处理微原纤化纤维素的方法和根据所述方法处理的微原纤化纤维素

说明书

技术领域

本发明涉及通过使包含微原纤化纤维素的浆液经受电场，将所述浆液脱水的方法。

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。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。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。

因此需要用于脱水包含微原纤化纤维素的浆液，同时不导致微原纤化纤维素纤维的角质化或者超角质化的改善的方法。

发明内容

通过根据第一方面提供使包含微原纤化纤维素的浆液脱水的方法，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：

-提供包含微原纤化纤维素和液体的浆液，

-使所述浆液经受电场，从而诱导所述浆液的液体流动，和

-使所述微原纤化纤维素与所述液体分离。

根据第二方面，本发明还提供了根据第一方面脱水的微原纤化纤维素。

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以改善的方式提供使包含微原纤化纤维素的浆液脱水的方法。

本发明的另一目的是提供具有改善的性质的脱水的微原纤化纤维素。

这些目的以及其它目的和优点通过根据第一方面的方法实现，所述方法也反映在所附的权利要求1中。已经显示，电场的使用将显著改善包含微原纤化纤维素的浆液的脱水。

所述脱水可通过电渗(或者毛细管电泳)进行。另外，这种脱水也可包括超声处理。在所述脱水后也可实施下述方法中的任何一种或者其组合，以进一步干燥物质：

1)通过蒸发的干燥方法

2)因为增加的固体，冷冻干燥

3)也可在脱水物质的干燥中添加脱角质化添加剂

4)脱水的物质也可部分地被进一步干燥，以得到行为像固体粒子并因此在商业应用中更易于使用，同时仍容易混合并分散至其它组分(基本上维持单独纤维)或者容易地按原样使用的物质。

优选地，使用电压为10-100V的电场。提高电压通常增加水提取速度。最佳值是当产生的电场的电流强度和电压梯度处于最大可允许水平时。

也可将压力施加至浆液以进一步改善浆液的脱水。可在电场已经施加并且浆液的脱水已经开始后施加压力。这是因为，在施加压力之前提高浆液的干物质含量可为优选的。然而，它当然取决于所处理的浆液的干物质含量。