[发明专利]基于植物纤维和矿物填料的粘合剂组合物及其制备与用途

说明书

本发明涉及含有水、植物纤维和矿物填料的粘合剂组合物，‑植物纤维和矿物填料之间的重量比在99/1和2/98之间，‑植物纤维和矿物填料已被同时精制，其中精制的纤维的平均尺寸在10到700μm之间，并且其中精制的纤维至少部分地包埋精制的矿物填料。

技术领域

本发明涉及一种粘合剂组合物，其组分可能主要来自回收材料和/或工业废物，或者甚至任何富含矿物填料和纤维素细粒(fines)/纤维的纸流(paper stream)的混合物。该粘合剂组合物主要由矿物填料和植物基有机材料组成。该混合物在下文中称为“粘合剂组合物”。

本发明的使用领域涉及生物材料、复合产品以及造纸工业的产品的生产。它尤其可能涉及生产纸或纸板。

现有技术

纸和纸板等纸制品由木质纤维素纤维的含水悬浮液制备。它们可以由回收纤维制备。

除木质纤维素纤维外，这些产品通常包含矿物填料。这些填料也可以来自回收通道，特别是回收纸浆。

将所谓的“回收”矿物填料和所谓的“天然”(非回收)矿物填料引入回路中，以改变纸或纸板的性能，特别是光学和/或表面性能。该填料还可以降低成品的成本。

例如，造纸工业中常用的所谓天然矿物填料包括碳酸钙、高岭土、二氧化钛、滑石和胶态二氧化硅。

然而，在光学或表面性能方面，即使天然矿物填料提供所需的性能，回收矿物填料通常会引起改变的并且有时是不希望的光学效应。然而，无论其来源如何，所有所谓的天然或回收填料都会降低纸或纸板的成本并影响纸或纸板的机械和光学性能。此外，鉴于矿物填料和木质纤维素纤维之间缺乏化学亲和力、它们的有意或不受控制的引入，并且取决于它们的引入方式，通常需要存在其他固定剂和/或保留剂，例如阳离子聚丙烯酰胺，和/或粘合剂，例如淀粉，其用于改善片材的强度和填料的保留。

还开发了丙烯酰胺基聚合物及其衍生物，以改善填料保留，同时保持纸或纸板的机械性能，例如撕裂强度、内部内聚力和耐破强度。

尽管这些解决方案相对令人满意，但仍然需要替代物，更特别是聚合物和/或淀粉的替代物，以更低的成本用于本体内或表面上以改善纸的物理特性。

广义上讲，这是本发明通过开发粘合剂组合物来解决的问题。该粘合剂组合物可以部分或完全替代干燥状态下的增强剂(淀粉、两性聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和瓜尔胶)的使用。它还可以提高保留和矿物填料含量，同时最大限度地减少纸或纸板的机械性能损失。

发明内容

本发明涉及主要由水、植物基有机材料和矿物填料组成的粘合剂组合物。

更具体地，本发明涉及含有水、植物纤维和矿物填料的粘合剂组合物，

-植物纤维和矿物填料之间的重量比在99/1和2/98之间，有利地在95/5和15/85之间，更有利地在80/20和20/80之间，

-植物纤维和矿物填料已被同时精制。

本发明还涉及该粘合剂组合物的生产方法及其在纸或纸板生产中的用途。

粘合剂组合物

粘合剂组合物的粘合性能源于其制备，并且更具体地，源于在矿物填料存在下的植物基有机材料(植物纤维)的精制。精制对应于机械压缩和剪切处理。通常，精制允许植物基有机材料的原纤化和/或切割。精制进一步允许植物纤维的比表面积和结合力的开发。

在精制过程中矿物填料的存在可以使后者破碎，但也至少部分地用已经精制的植物纤维包覆它们。因此，在根据本发明的粘合剂组合物中，由于在已经精制的植物纤维之间形成网络，矿物填料至少部分地彼此结合。