微球体制造技术

本发明专利技术涉及从纤维生产纸或无纺布的方法，其包括下列步骤：加入包括热塑性聚合物壳和封装于其中的推进剂的可热膨胀的微球体到包括纤维的纸料中或加入到纤维网中，由纸料或网形成纸或无纺布，并加热升高微球体的温度足以使它们膨胀并由此增加纸或无纺布的胀量，其中所述可膨胀的微球体包括约１７－约４０ｗｔ％的推进剂并具有约１７－约３５μｍ的体积平均直径。本发明专利技术还涉及某些可膨胀微球体及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纸或无纺布的生产方法和对其有用的可膨胀的热塑性微球体。包含有热塑性聚合物壳和封装于其中的推进剂的可膨胀热塑性微球体可在商标EXPANCEL下商购获得，并且在许多不同的应用中被用作发泡剂。在这种微球体中，推进剂通常是沸腾温度不高于热塑性聚合物壳的软化温度的液体。在加热时，推进剂蒸发而在壳软化的同时增加内压，导致了微球体的显著膨胀。膨胀开始的温度被称作T开始，而实现最大膨胀的温度被称作T最大。可膨胀的微球体以多种形式，例如以干燥的自由流动的粒子、以含水的淤浆或以部分脱水的滤饼(wet-cake)销售。可膨胀的微球体可以通过在推进剂存在下将烯属不饱和单体聚合而制备。各种可膨胀的微球体以及它们的制备的详细描述可以在，例如US专利3615972、3945956、5536756、6235800、6235394和6509384以及EP 486080中找到。例如在US专利3556934和4133688、JP专利2689787和O.Soderberg、《世界纸浆和纸工艺》(《World Pulp & PaperTechnology》)1995/96、《纸浆和纸工业国际评论》第143-145页中已经公开在造纸业中使用微球体。本专利技术的一个目标是提供具有低体积密度(bulk density)的纸或无纺布的生产方法。本专利技术的另一个目标是提供可以在具有低体积密度的纸或无纺布的生产中使用的可膨胀的热塑性微球体。以前认为大尺寸的可膨胀的热塑性微球体会具有差的膨胀性能。但是，现在已经发现当该微球体还具有高推进剂含量时，当在纸或无纺布的生产中使用来增加其胀量(bulk)时，它会有超过预期的较高的膨胀。因此本专利技术涉及包括热塑性聚合物壳和封装在上述聚合物壳内的约17-约40wt％、优选约18-约40wt％、最优选约19-约40wt％、尤其最优选约20-约35wt％的推进剂，及具有约17-约35μm、优选约18-约35μm、更优选约19-约35μm、最优选约20-约30μm、尤其最优选约21-约30μm的体积平均直径的可热膨胀的微球体在纸或无纺布的生产中用于增加其胀量的用途。如本文中使用的术语可膨胀的微球体指预先不膨胀的可膨胀的微球体，即未膨胀的可膨胀的微球体。本文中给出的体积平均直径的所有数字指由根据ISO 133192000“粒子尺寸分布的确定-电子感应区(electrical sensing zone)法”测量得到的值。该测量方法的详细描述可以由，例如斯德哥尔摩的瑞典标准协会(Swedish Institute For Standards)得到。本专利技术进一步涉及由纤维进行纸或无纺布的生产方法，其包括下列步骤将包含热塑性聚合物壳和封装在其中的推进剂的可热膨胀的微球体加入到包含纤维的纸料中或纤维网中，由该纸料或网形成纸或无纺布，并加热来升高微球体的温度，足以使它们膨胀并由此增加纸或无纺布的胀量。可膨胀的微球体具有约17-约35μm、优选约18-约35μm、更优选约19-约35μm、最优选约20-约30μm、尤其最优选约21-约30μm的体积平均直径。可膨胀的微球体中推进剂的用量为约17-约40wt％、优选约18-约40wt％、最优选约19-约40wt％、尤其最优选约20-约35wt％。本专利技术的一个实施方案涉及包括下列步骤的纸的生产方法加入如上所述的可膨胀的微球体到包含有纤维素纤维的纸料中，在成型网(wire)上对纸料进行脱水得到纸，和通过加热干燥该纸并由此也升高微球体的温度，足以使其膨胀并增加纸的胀量。可膨胀的微球体可以单独或与一种或多种造纸工艺中使用的其它添加剂一起加入。可以以任何形式加入该可膨胀的微球体，尽管从实际观点看最优选以含水的淤浆形式加入它们，该淤浆优选具有约5-约55wt％，最优选约40-约50wt％的固体含量。该淤浆优选地还包括与造纸相容的增稠剂，如阴离子淀粉或阳离子淀粉，任选地与盐如氯化钠相组合。淀粉可以，例如以约0.1-约5wt％、优选约0.3-约1.5wt％的用量存在于淤浆中。氯化钠或另一种盐可以，例如以约0.1-约20wt％、优选约1-约15wt％的用量存在于淤浆中。加入到纸料中的可膨胀的微球体的用量优选为纸料中的干含量的约0.1-20wt％、最优选约0.2-10wt％的干微球体。可以使用任何一种本领域已知的造纸机。如本文中使用的术语“纸”意思是包括所有类型的以片或网形式的纤维素基的产品，例如包括板、卡纸板和纸板。已经发现本专利技术对于生产板、卡纸板和纸板，特别是具有约50-约1000g/m2，优选约150-约800g/m2定量的板、卡纸板和纸板尤其有利。纸可以以单层或多层纸进行生产。如果纸包括三层或多层，优选不将该可膨胀的微球体加入到形成两个外层的任何一层的纸料部分中。纸料优选包含以干材料为基础的约50-约100wt％、最优选约70-约100wt％的纤维素纤维。脱水前，纸料除可膨胀的微球体外也可以包含一种或多种填料，例如矿物填料如高岭土、陶土、二氧化钛、石膏、滑石、白垩、大理石或沉淀碳酸钙，和任选地其它通常使用的添加剂，如助留剂、上胶剂、铝化合物、染料、湿强树脂、光学增亮剂等。铝化合物的例子包括明矾、铝酸盐和聚合铝化合物如聚合氯化铝和聚合硫酸铝。助留剂的例子包括阳离子聚合物、阴离子无机材料与有机聚合物的组合，例如斑脱土与阳离子聚合物的组合或硅石基的溶胶与阳离子聚合物或阳离子和阴离子聚合物的组合。上胶剂的例子包括纤维素活性胶料如烷基烯酮二聚体和链烯基丁二酸酐，及纤维素非活性胶料如松香、淀粉和其它聚合物的胶料象苯乙烯与乙烯基单体如马来酸酐、丙烯酸和其烷基酯、丙烯酰胺等的共聚物。当干燥时，优选将纸以及微球体加热到约50-约150℃、最优选约60-约110℃的温度。这导致微球体的膨胀和由此纸的胀量的增加。该胀量增加的大小取决于多种因素，如纸料中的纤维素纤维和其它组分的来源(origin)，但是在大多数情况下，与不加可膨胀的微球体或任何其它膨胀剂生产的同类纸相比，它是在干燥的纸中每重量百分数的残留的微球体的约5-约50％。可以应用涉及将热传递到纸上的任何常规干燥方法，如间接干燥(例如通过加热的圆柱体)、强制对流干燥(例如通过热空气)、红外技术或它们的组合。在间接干燥的情况中，接触表面例如圆柱体的温度优选为约20-约150℃、最优选约30-约130℃。纸可以通过一系列几个，例如高达20或更多个增加温度的圆柱体。纸料中的纤维素纤维例如可以来源于由任何种类的植物，优选木材如硬木和软木制得的纸浆。纤维素纤维也可以部分或全部来源于再生纸，在此情况下已经发现本专利技术得到了想不到的好结果。本专利技术的另一个实施方案涉及一种生产无纺布的方法，其包括下列步骤生成纤维网、向上述网中加入粘合剂和如上所述的可膨胀的微球体，和形成无纺布并加热以升高微球体的温度足以使它们膨胀并由此增加无纺布的胀量。该可膨胀的微球体和粘合剂也可以单独或以混合物加入。加入的可膨胀的微球体的用量优选为干燥产品的约0.1-约30wt％，最优选为干燥产品的约0.5-约15wt％。加入的粘合剂的用量优选为干燥产品的约10-约90wt％，最优选为干燥产品的约20-约80wt％。如本文中使用的术语“无纺布”意思是包括由通过粘合剂结合在一起的纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从纤维生产纸或无纺布的方法，其包括下列步骤：加入包括热塑性聚合物壳和封装于其中的推进剂的可热膨胀的微球体到包括纤维的纸料中或到纤维网中，由纸料或网形成纸或无纺布，和加热升高微球体的温度足以使其膨胀并由此增加纸或无纺布的胀量，其中所述可膨胀微球体包括约１７－约４０ｗｔ％的推进剂和具有根据ＩＳＯ１３３１９∶２０００的约１７－约３５μｍ的体积平均直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A科隆，O索德伯格，I埃里克森，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]