[发明专利]制造包含微原纤化纤维素和两性聚合物的膜的方法

说明书

用于从纤维幅材制造膜的方法，其中所述方法包括以下步骤：提供包括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的含量在60‑99.9重量‑％的范围内，基于总的干固体含量，向所述悬浮体加入两性聚合物以提供所述微原纤化纤维素和所述两性聚合物的混合物，向衬底提供所述混合物以形成纤维幅材，其中两性聚合物在所述混合物中的量在0.1‑20kg/吨的范围内，基于总的干固体含量；和使所述纤维幅材脱水以形成具有小于40g/m²的定量和在700‑1000kg/m³的范围内的密度的膜。

技术领域

本发明涉及当由纳米纤维幅材制造膜时使用两性聚合物作为添加剂的方法。

背景技术

在造纸机上由包含微原纤化纤维素(MFC)的幅材制造膜是非常苛求的。由于低的脱水速率，当从造纸机的丝网释放材料时存在问题。还存在这样的风险：太强的脱水可在幅材中产生针孔，其降低膜的质量。另一个关键的变量是幅材的成形，这又影响幅材的性质。

已经提出了多种制造方法来制备MFC或NFC膜，比如通过在塑料支撑(载体)材料如PE、PET等上涂覆NFC的自立式膜(WO13060934A2)。

JP10095803A公开了这样的方法，其中在充当基础衬底的纸上喷涂细菌纳米纤维素(BNC)。现有技术中已经非常频繁地研究和报道了类似的方法，即使用纸或纸板衬底。

US2012298319A教导了通过直接在多孔衬底上施加配料制造MFC膜的方法，因此允许MFC脱水和过滤。

WO12107642A1涉及与MFC的吸湿性质相关的问题，其通过在制备膜时使用有机溶剂而解决。

因此需要这样的方法，其中当由包含微原纤化纤维素的湿的幅材形成膜时，脱水、留着(保留，retention)和网络结构性质可被控制和改进。

发明内容

本公开内容的目标是提供制造包含微原纤化纤维素的薄膜的改进的方法，其消除或减轻现有技术方法的至少一些缺点。

本发明由所附独立权利要求限定。在所附从属权利要求和以下描述中阐述实施方式。

根据第一方面，提供用于由纤维幅材制造膜的方法，其中所述方法包括以下步骤:

提供包含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的含量在60-99.9重量％的范围内，基于总的干固体含量，

向所述悬浮体加入两性聚合物以提供所述微原纤化纤维素和所述两性聚合物的混合物，

向衬底提供所述混合物以形成纤维幅材，其中两性聚合物在所述混合物中的量在0.1-20kg/吨的范围内，基于总的干固体含量；和

使所述纤维幅材脱水以形成具有小于40g/m²的定量和在700-1600kg/m³的范围内的密度的膜。

两性是指聚合物含有阳离子和阴离子(可带电的)基团两者。电荷的水平由取代度、pH以及例如电解质类型和浓度决定。

通过提供微原纤化纤维素和两性聚合物的混合物，提供制造薄且致密的膜的方式，而没有通常与该类型的过程相关的缺点。这意味着，主要的挑战，即包含大量的微原纤化纤维素的悬浮体的脱水，可被克服。

根据一个实施方式，在造纸机中进行膜的制造，其中衬底是在其上形成纤维幅材的多孔丝网。根据一个实施方式，所述造纸机的制造速率在 20-1200m/分钟的范围内。

通过本发明的方法，因此可在丝网上以形成湿的幅材和/或膜且在高的制造速率下从所述丝网拾取形成的膜，其在之前被认为是非常困难的。在高的制造速率下，快速脱水是重要的，其可通过真空抽吸促进，其中通过向纤维悬浮体加入两性聚合物，可非常容易地通过丝网之下/背面的真空处理包含微原纤化纤维素的膜。