易流动和可计量的致密化纤维颗粒制造技术

一种易流动、可计量且可分散的纤维素纤维材料，其包括：　　　　多个离散颗粒，其中每个颗粒含有多个单个化的和分散的纤维素纤维。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及易流动和可计量的致密化纤维颗粒。产品在机械作用下易于分散在水中或无水介质中，且作为添加剂特别有用于粘结组合物。
技术介绍
纤维素纤维通常在长网筛上湿法形成并压成薄片。将薄片脱水、干燥并卷成大卷以便贮藏和装运到客户方。为了使用纸浆，客户通常把薄片导入捶磨机或切块机中将纤维分离和单个化(singulate)，也就是说将薄片分成小片断或单个纤维，其随后形成绒浆供客户使用。对于某些用途，绒浆可以直接使用，例如制造气流成网的吸收制品。但是，对于许多其它用途，包括但不限于吸收制品和作为粘结材料的添加剂以及模压或挤压的聚合物制品，必须将浆料分散至水性介质中。但是，当例如用于粘结制品或聚合制品时，绒浆是不易流动和/或不可计量的，难以在混合时精确测量。专利技术概述本专利技术提供一种浆制品，它不但易于分散至水性介质或无水介质中，而且是易流动和可计量的，以至于它在批量或连续地生产成最终产品如粘结品、聚合品或由绒浆制备的其它制品时，可运输和精确测量。产品本身包括易流动、可计量和易于分散的纤维素纤维材料。所述材料包括多个离散颗粒，其中的每一个包括多个单个化和致密化的纤维素纤维。这些颗粒将易于彼此滑动或流动，因此它们易于使用常规用于微粒的材料处理设备运输。在一实施方案中，颗粒相对扁平且有至少约10mm2的总表面积。颗粒具有大于或等于0.3g/cc的密度是优选的。本专利技术还提供一种制备易于分散到水性介质或无水介质中的易流动可计量的纤维素颗粒的方法。该方法包括首先将纤维素纤维单个化以形成多个单个化的非粘结的纤维，其后致密单个化纤维，并将纤维制成每个包括多个非粘结纤维的离散颗粒。可以首先致密单个化纤维，然后制成离散颗粒而形成颗粒。也可以致密化和形成颗粒同时进行而制成颗粒，或通过将纤维群分离和致密化成离散颗粒。优选实施方案的详细说明根据本专利技术，将纤维素纤维转化成易流动和可计量的形式。本专利技术包括多个离散颗粒。每个离散颗粒本身又由多个纸浆纤维组成。离散颗粒由单个化的纸浆纤维制成，其然后致密化和形成离散颗粒。离散颗粒不仅是利用常规的材料处理设备可计量和易流动的，而且在置于水性介质或者无水介质中时容易和迅速地分散成多个单个化的纸浆纤维。在水性介质中的分散通常要求轻微的搅拌以引起介质和纤维的相对运动。在无水介质中的分散要求机械混合以引起介质和纤维的相对运动。这些颗粒在其中纤维功能是作为填充剂和增强剂的最终产品的制造中特别有用。这种材料的例子包括粘结制品如墙板，和由聚合材料制成的模压和挤压制品。单个化纤维可以用各种各样的方法生产。可以将在常规的浆磨机中生产的浆片导入捶磨机中，且分离成单个纤维以形成可用于本专利技术的单个化纸浆纤维。或者，也可将永不变干的浆状物直接从浆磨机中引入气流干燥器以同时干燥和单个化纸浆纤维，从而制备单个化纸浆纤维。以这种方式制造单个化纸浆纤维的方法公开在均未授权的美国专利申请No.09/998,143(申请日2001年10月30日，专利技术名称制备干燥的单个化纤维素纸浆纤维的方法)和美国专利申请No.10/051,872(申请日2002年1月16日，专利技术名称制备干燥的单个化交联纤维素纸浆纤维的方法)中。这些申请以其全文在此专门引入作为参考。各种不同的浆料均可用来制备特别用于本专利技术的单个化纸浆纤维。任何牛皮浆、亚硫酸盐、苏打或碱的熬炼方法被认为是对获得可用于本专利技术的浆料适合的。用于本专利技术的适合的浆料也可用机械制浆的方法获得，如热机械纸浆、化学热机械纸浆、精制机械纸浆和磨削木料。对于在粘结材料的最终使用中特别有用的浆料具有低的化学需氧量，且在美国专利申请No.10/209,497(申请日2002年7月30日，专利技术名称极低COD的原色浆料)中描述。这个申请以其全文在此引入作为参考。根据本专利技术，另外可用的浆料从华盛顿州塔科马市的韦尔豪泽(Weyerhaeuser)公司以品名TYEE销售。TYPP浆料是一种由锯屑制造的漂白的软木浆。从中获得浆料的纤维素纤维可以来自任何木质或非木质原料中得到的。所有的纤维素纤维原料中，由于其可供性和价格优势，木浆是最优选的。纤维素纤维的天然原料包括软木类，其包括南方松木、花旗松(Douglas fir)、云杉、铁杉和辐射松(Radiata pine)。除这些软木纤维原料外，浆料也可以从硬木类，如桉树中制备。非木质的纤维素纤维也可使用，包括稻草、亚麻、槿麻、大麻、黄麻、蔗渣、剑麻、或相似材料。像木基纤维一样，非木质纤维原料也可以制浆，且随后用来提供制备可用于本专利技术的单个化纸浆纤维的浆料。根据本专利技术，合适的辅剂，如其它纤维，天然的或合成的，和/或任何化学处理剂，也可处理之前与浆料混合。合适的辅剂包括偶合剂、硅酸盐、沸石、乳胶、交联剂、松解剂、表面活性剂、分散剂、粘土、碳酸盐、杀虫剂、染料、抗微生物的组合物、阻燃剂、防腐剂、合成纤维(如聚丙烯、聚酯、聚酰胺、人造纤维莱赛尔(lyocell))、玻璃纤维、碳纤维和任何其它天然纤维(如羊毛、丝和不同种类的木质和非木质纤维如硬木、软木、OCC、ONP、棉花、稻草、亚麻、大麻、黄麻、蔗渣、剑麻和槿麻及相似材料)。偶合剂用于，例如更好地将纤维粘结到基体上。其它合适的辅剂的例子在Christopher J.Biermann(Biermann)的《制浆和造纸手册(Handbook of Pulping andPapermaking)》第二版，第194-206页中描述，这些页的全部内容在此引入作为参考。其它制浆的辅剂在美国专利申请No.10/187,213中描述(申请日2002年6月28日；专利技术名称使用气流干燥器和注入的蒸汽制备干燥的单个化纤维素纸浆纤维的方法和由此生成的产品)，其公开内容全部在此引入作为参考。根据本专利技术，将如上生产的单个化纤维接着进行致密化。纤维可以用几种常规方法中的任一种单独致密化。致密的一种通用形式是让松散地缠结在一起的单个化纤维团在一对压送辊之间运动，压送辊将它们挤压成松散缠结的片。如果需要，单个化纸浆纤维可在常规气流成网机中气流成网。气流成网垫可接着用常规方法致密化或挤压，然后用旋转冲床或旋转冲模形成多个离散颗粒。相信致密化的这种形式是将纤维机械地粘结，虽然一些离子键合也可能出现。然后将致密化的纤维薄片剪切、成形或另外形成离散的颗粒。每个颗粒包含多个机械地粘合到一起的单个化的纸浆纤维。各种不同的方法可用来将纤维制成离散颗粒。这些方法包括，但不限于，剪切、切割、旋转冲压和旋转冲模剪切。其它已知的方法也可以使用。单个化纸浆纤维也可以同时进行致密和制成离散颗粒。各种常规设备可用于此目的。可用旋转型的模具，例如，从单个化纸浆纤维团中制成煤砖状的离散颗粒。在旋转型模具中，单个化的纸浆纤维被同时挤压和模压至类似于压送辊的匹配辊上的空腔中。单个化纸浆纤维团也可引入一套配对齿轮之间，在其中将浆料在齿轮和齿轮的空隙中挤压。根据本专利技术制备的易流动和可计量的离散颗粒优选地具有大于或等于0.3g/cc的密度。优选的密度在0.3-2g/cc之间，而最优选的密度在0.3-1g/cc之间。对形状无具体的要求。但是，颗粒必须足够小以使彼此易流动并且必须是可计量的，全部利用用于颗粒材料的常规材料处理设备。当颗粒一般为扁平时，如当薄片被剪切或被冲压成离散颗粒时所出现的，优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：拉蒙·C·德祖特，迈克尔·R·汉森，
申请(专利权)人：韦尔豪泽公司，
类型：发明
国别省市：