制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法，其中，所述方法包括下面的步驟：將精制的水性漿料懸浮液與熱塑性纖維的水懸浮液混合。本發(fā)明還涉及通過所述方法可獲得的組合物和復(fù)合品。
【專利說明】制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法。此外，本 發(fā)明涉及在所述方法中形成的包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物和/或物品。熱塑 性纖維可以是聚乳酸纖維。

【背景技術(shù)】
[0002] 在過去二十年，來自可再生資源的聚合物已吸引了越來越多的關(guān)注，這主要是由 于以下兩個(gè)原因：環(huán)保意識(shí)和石油資源的限制。像大多數(shù)來自石油原料的聚合物，來自可再 生資源的聚合物很少以純態(tài)被用作功能材料。反之，包含來自可再生資源的聚合物的復(fù)合 材料經(jīng)常被用來改善特定的性能。
[0003] 纖維素纖維廣泛地用在聚合材料中，以改善復(fù)合材料的機(jī)械性能。纖維素為從植 物纖維中獲得的主要物質(zhì)，并且纖維素纖維增強(qiáng)的聚合物的應(yīng)用在最前沿伴隨著對可再生 原材料的焦點(diǎn)。
[0004] 利用來自天然資源的單體的合成聚合物的發(fā)展，為開發(fā)來自可再生資源的環(huán)境友 好的可生物降解的聚合物提供了新的方向。關(guān)于這一點(diǎn)，最有前景的聚合物之一為聚乳酸 (PLA)，這是因?yàn)槠淇捎赊r(nóng)業(yè)產(chǎn)品制成，且可容易生物降解。
[0005] 用于制備兩種或更多種聚合物的新型混合物的通常目的不是徹底地改變聚合物 的性能，而是利用混合物的最大可能的性能。
[0006] 通過各種纖維素纖維增強(qiáng)的PLA基質(zhì)的使用已被廣泛地報(bào)道。纖維素纖維已成功 地提高了 PLA基質(zhì)的模量和抗拉強(qiáng)度。然而，疏水性PLA和親水性纖維素纖維之間的不良 界面導(dǎo)致差的機(jī)械性能。為了改善PLA纖維和基于纖維素的纖維之間的界面，已研制出各 種表面處理，例如，酯化、堿處理和氰乙基化。然而，生產(chǎn)纖維素纖維和PLA纖維的均質(zhì)混合 物仍是一個(gè)問題。當(dāng)制造具有大量的生物纖維的紙時(shí)，這點(diǎn)尤其是正確的，因?yàn)殚L的生物纖 維傾向于形成束和纖維屑。此外，當(dāng)將生物聚合物（例如，PLA)與纖維素纖維混合時(shí)，纖維 素的強(qiáng)度將通常被降低。均質(zhì)性的缺乏使所獲得的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變差，進(jìn)而形成具有不均勻 的性質(zhì)的產(chǎn)品。因此，獲得纖維素和生物纖維的盡可能均質(zhì)的混合物是非常重要的。通過 利用短纖維素纖維的懸浮液，可提高均質(zhì)性。然而，利用短纖維素纖維的懸浮液的缺點(diǎn)是， 機(jī)械性能（例如，所得到的材料的撕裂強(qiáng)度）變差。
[0007] -種增加如上文所公開的組合物的均質(zhì)性的方法是，向纖維懸浮液加入例如潤滑 劑和/或表面活性劑。潤滑劑和/或表面活性劑將降低纖維之間的摩擦，從而減少大量纖 維屑的形成。然而，潤滑劑和/或表面活性劑的加入趨向于產(chǎn)生發(fā)泡的問題。其他的方法 涉及改變纖維素纖維的表面。然而，這些解決方案未完全解決下面的問題：提供包含熱塑性 纖維（例如，PLA纖維）和纖維素纖維，且當(dāng)轉(zhuǎn)變成不同產(chǎn)品時(shí)具有良好的勻度、可控的透 氣度、良好的折疊和撕裂指數(shù)的適宜的復(fù)合品。
[0008] WO 2009008822公開了用于制備具有降低的機(jī)械吸附蠕變的復(fù)合材料的方法。然 而，所公開的方法未克服提供均質(zhì)性的問題。
[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種用于制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的 改進(jìn)方法。此外，本發(fā)明的目的也是提供克服上述問題的包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維 的組合物和復(fù)合品。熱塑性纖維可以是PLA纖維。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明涉及一種用于制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法，其 中，所述方法包括下面的步驟：
[0011] a)將精制的濕漿料與熱塑性纖維的水懸浮液混合。
[0012] 已驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過精制纖維素漿纖維，隨后將濕態(tài)下的精制的纖維素漿纖維與 熱塑性纖維的水懸浮液混合，避免了上述問題。因此，當(dāng)混合在一起時(shí)，精制的纖維素漿纖 維以及熱塑性纖維處于濕態(tài)。熱塑性纖維未被精制，即，它們是未精制的熱塑性纖維。在與 熱塑性纖維混合之前，纖維素漿纖維被精制至所期望的程度。以這種方式，可獲得纖維素漿 纖維的所期望的形狀和/或性質(zhì)，例如，纖維長度、解纏、機(jī)械強(qiáng)度、抗拉指數(shù)和張力，而不 影響熱塑性纖維。由于熱塑性纖維會(huì)以不期望的方式受到精制引起的影響，故這點(diǎn)是明顯 的好處。例如，熱塑性纖維的精制會(huì)導(dǎo)致纖維縮短、纖維表面改性、熔化、團(tuán)塊和/或堵塞的 形成。特別地，包覆的熱塑性纖維會(huì)在精制期間失去它們的所有或部分的涂層，從而改變在 將濕態(tài)下的精制的纖維素漿纖維與熱塑性纖維的水懸浮液混合而產(chǎn)生的分散體系中的纖 維性質(zhì)和性能。
[0013] 本文所述描述的方法的其他優(yōu)點(diǎn)是，其允許利用卷曲的以及直的（即，非卷曲的） 熱塑性纖維，例如，PLA纖維。與袋提供的直的熱塑性纖維相比，由于卷曲的熱塑性纖維被 處理成捆，故在工業(yè)規(guī)模上優(yōu)選使用卷曲的熱塑性纖維。當(dāng)制造例如紙張時(shí)，與卷曲的纖維 相比，非卷曲的纖維將被預(yù)計(jì)以不同的方式展開，從而影響所生成的紙張的機(jī)械性能。出乎 意料地，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分別利用卷曲的熱塑性纖維和非卷曲的熱塑性纖維時(shí)， 自本文所描述的方法所得到的組合物和復(fù)合品的機(jī)械性能顯示出基本上相同的機(jī)械性能。
[0014] 包含纖維素漿纖維的漿料的精制可利用常規(guī)的精制機(jī)進(jìn)行，該精制機(jī)，例如，但不 受限于，圓錐式精制機(jī)、盤式精制機(jī)和圓柱式精制機(jī)?？衫?0kWh/噸至300kWh/噸、例如 80kWh/噸至IlOkWh/噸、例如IOOkWh/噸的輸入能量，進(jìn)行精制。精制可在60°C至90°C的 溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。此外，精制可在lj/m至5J/m的單位邊緣載荷（S卩，跨越精制機(jī)的板的一 米所施加的能量的量（焦耳））下進(jìn)行。
[0015] 纖維素漿纖維可從漂白的或未經(jīng)漂白的漿料中獲得。漿料可以是木漿或來自植物 (例如，棉花、大麻和竹子）的漿料。因此，纖維素漿纖維可以是纖維素木漿纖維。所述漿料 可直接從制漿廠獲得，或其可以為來自制漿作業(yè)線的從未干燥過的漿料，以及干燥的漿料。 從未干燥過的漿料可以是從未干燥過的軟木漿。從未干燥過的漿料也可以是從未干燥過的 軟木牛皮紙漿。使用從未干燥過的漿料具有例如降低的能量需求和降低的成本這樣的優(yōu) 點(diǎn)。漿料可從技術(shù)人員已知的制漿工藝中制得。
[0016] 在本文所定義的組合物中的纖維素纖維可具有0· 5mm至4mm，例如Imm至3mm，例 如2mm至3mm的長度。此外，纖維素漿纖維可通過使用化合物（例如，但不受限于，例如 CMC(羧甲基纖維素））而被化學(xué)改性。此外，CMC可減少摩擦，改善纖維的分散。
[0017] 待與熱塑性纖維混合的精制的纖維素漿纖維處于濕態(tài)，即，它們與水混合。正如本 文中所使用的，濕態(tài)下的纖維素漿纖維被稱為濕漿料。濕漿料可以是漿料懸浮液或液體漿。
[0018] 纖維素漿纖維可包含在漿料懸浮液（即，含有2重量％至30重量％的纖維素漿纖 維的水懸浮液）中。漿料懸浮液通過向纖維素漿纖維加入水或白水而獲得。漿料懸浮液的 濃度可以為4重量％或更小，例如，0. 1重量％至4重量％，例如1重量％至4重量％，例如 3重量％至4重量％，例如低于3. 5重量％，例如2重量％至4重量％。
[0019] 在將熱塑性纖維與精制的濕漿料混合之前，使熱塑性纖維懸浮在水中。水可以具 有70°c或更低的，例如60°C、例如50°C的溫度?；跓崴苄岳w維，所獲得的懸浮液的濃度 可以為2重量％至5重量％，例如3. 5重量％。通過將熱塑性纖維懸浮在水中，且利用所形 成的熱塑性纖維的水懸浮液用于濕漿料混合，大大地促進(jìn)了熱塑性纖維的處理。此外，熱塑 性纖維的水懸浮液與濕漿料的混合提供了均質(zhì)的懸浮液。這與利用干的熱塑性纖維形成對 t匕，該干的熱塑性纖維導(dǎo)致非均質(zhì)的混合物，在該混合物中，存在纖維束。
[0020] 因此，提供一種用制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法，其中，所 述方法包括下列步驟：
[0021] a)將精制的水性漿料懸浮液與熱塑性纖維的水懸浮液混合。水性漿料懸浮液的濃 度可以為等于或小于4重量％，例如，0. 1重量％至4重量％，例如1重量％至4重量％，例 如3重量％至4重量％，例如低于3. 5重量％，例如2重量％至4重量％。
[0022] 可替選地，纖維素漿纖維可包含在液體漿（即，在水中含有35重量％至50重量％ 的纖維素漿纖維的漿料）中。因此，提供一種用制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組 合物的方法，其中，所述方法包括下列步驟：
[0023] a)將精制的水性液體漿與熱塑性纖維的水懸浮液混合。
[0024] 將理解到，如本文所描述的方法可在步驟a)之前包括精制纖維素漿纖維的步驟。 因此，提供一種用于制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法，其中，所述方法 包括下列步驟：
[0025] a')精制楽料，以及
[0026] a)將精制的漿料與熱塑性纖維的水懸浮液混合。
[0027] 在本文所描述的方法中，熱塑性纖維的水懸浮液的濃度可為2重量％至5重量％， 例如3重量％至4重量％，或大約為3. 5重量％。
[0028] 此外，熱塑性纖維（例如，PLA纖維）可涂覆有涂層。
[0029] 該涂層可包括非離子聚合物和/或陰離子聚合物和/或陽離子聚合物和/或潤滑 齊U。通過本文所描述的方法獲得的復(fù)合材料和復(fù)合品的均質(zhì)性可通過將熱塑性纖維涂覆涂 層而增強(qiáng)。涂層可能夠分離纖維素纖維和熱塑性纖維，從而減少纖維的團(tuán)聚。涂層也可被 稱為表面處理組合物或涂飾表面。
[0030] 涂層可包括40重量％至60%的潤滑劑、15重量％至35%的陰離子聚合物、和10 重量％至25%的非離子聚合物。涂層也可包括1重量％至5%的抗微生物劑、抗氧化劑、抗 摩擦劑和/或粘度調(diào)節(jié)劑。潤滑劑可選自蠟（例如，合成蠟）、酯（例如，硬脂酸丁酯）、乙 氧基酯、乙氧基脂肪酸、乙氧基脂肪酸和聚醚。陰離子聚合物可選自陰離子表面活化劑，例 如，抗靜電劑，例如，烷基酸磷酸酯及其鹽、在前提到的物質(zhì)的乙氧基衍生物、乙氧基脂肪酸 和醇的磷酸鹽、有機(jī)硫酸鹽和有機(jī)磺酸鹽。非離子聚合物可選自非離子表面活化劑，例如， 乳化劑，例如，聚乙二醇、聚乙二醇酯和醚、甘油基脂肪酸酯、乙氧基醇、脂肪酸、脂肪酰胺、 烷基酚或其衍生物。包含在涂層中的每種組分的選擇取決于如本文所限定的組合物的用 途，例如，如果組合物將在美國用于食品應(yīng)用，那么應(yīng)該選擇由食品和藥物管理局（FDA)批 準(zhǔn)的組分。
[0031] 相對于熱塑性纖維的量,涂層的量的范圍可以從0. 19重量％至0. 5重量％ ,例如， 從0. 25重量％至0. 45重量％，例如，從0. 30重量％至0. 40重量％。此外，涂層可不必須 涂覆整個(gè)熱塑性纖維，即，熱塑性纖維可被部分地涂覆。此外，纖維可不必須涂有相同的涂 層，因此，熱塑性纖維的總量可包括具有不同組成的涂層的熱塑性纖維。同樣地，并非所有 的熱塑性纖維可被涂有如在上文或在下文中所限定的涂層，例如，但不受限于，80%或更多 的熱塑性纖維可被涂覆，例如，80 %至99 %的熱塑性纖維可被涂覆。熱塑性纖維可被涂覆有 一層、兩層或更多層的涂層。正如先前所提到的，熱塑性纖維可以是PLA纖維。
[0032] 存在可用于向熱塑性纖維（例如，PLA纖維）涂抹涂層的不同工藝。最通常利用的 工藝之一包括在輥上牽引纖維，反過來，該輥在含有涂層的浴器中旋轉(zhuǎn)。所涂抹的涂層的量 由輥的速度、涂層的粘度、和涂層的潤濕潛力來確定。當(dāng)生產(chǎn)熱塑性纖維諸如PLA纖維時(shí)， 可向熱塑性熔化物（例如，PLA熔化物）中加入添加劑。這種添加劑的例子為可以以0.1% 至0.5%的量加入的乙撐雙硬脂酰胺（EBS)。EBS有助于使纖維變軟且有柔性，還降低金屬 粘著力。
[0033] 熱塑性纖維可選自聚烯烴、聚酯、聚碳酸酯、乙烯類聚合物、及其共聚物的纖維；及 其混合物。聚烯烴可選自聚乙烯和聚丙烯。聚酯可選自聚羥基丁酸酯（PHB)和PLA。
[0034] 熱塑性纖維可選自由聚乙烯（包括LDPE (低密度聚乙烯）、LLDPE (線性低密度聚 乙烯）、MDPE (中密度聚乙烯）、HDPE (高密度聚乙烯）、聚羥基丁酸酯（PHB)和PLA和它們 的共聚物制成的纖維。
[0035] 優(yōu)選地，熱塑性纖維為PLA纖維。PLA纖維可被涂有如本文所描述的涂層。
[0036] 熱塑性纖維（例如，如本文所描述的組合物或復(fù)合品的PLA纖維）可具有Imm至 6mm的長度。此外，熱塑性纖維（例如，PLA纖維）可具有0. 5至2. 0,例如0. 9至1. 7,例如 1. 5至1. 7的纖度。熱塑性纖維（例如，PLA纖維）可具有98°或更大，例如高達(dá)180°的 卷曲角度。根據(jù)本發(fā)明，熱塑性纖維（例如，PLA纖維）可具有1卷曲/cm至7卷曲/cm，例 如1卷曲/cm至4卷曲/cm的卷曲數(shù)。意想不到地,在本文所描述的方法中,和當(dāng)使用非卷 曲的熱塑性纖維時(shí)一樣，卷曲的熱塑性纖維被發(fā)現(xiàn)提供了具有關(guān)于例如透氣度和密度的基 本上相同的性質(zhì)的組合物和復(fù)合品。熱塑性纖維（例如，PLA纖維）的結(jié)晶度可以改變。例 如，熱塑性纖維（例如，PLA纖維）可具有40%的結(jié)晶度。結(jié)晶度將取決于如本文所限定的 組合物的預(yù)期用途。
[0037] 如本文所描述的方法還可包括下列步驟：
[0038] b)使組合物脫水得到復(fù)合品，以及 [0039] c)干燥復(fù)合品。
[0040] 可使用壓制機(jī)進(jìn)行脫水，壓制機(jī)例如，但不受限于，輥式壓制機(jī)或靴型壓制機(jī)。同 樣，可使用數(shù)個(gè)連續(xù)的壓制機(jī)（例如，兩個(gè)或更多個(gè)壓制機(jī)）進(jìn)行脫水。已經(jīng)受脫水的復(fù)合 品可具有30重量％至70重量％、例如40重量％至65重量％的含水量。
[0041] 可使用急驟干燥機(jī)或板式干燥機(jī)進(jìn)行干燥。已經(jīng)歷干燥的復(fù)合品可具有1重量％ 至30重量％，例如5重量％至20重量％的水含量。
[0042] 本文所描述的方法將提供包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物和復(fù)合品。 組合物可被轉(zhuǎn)變成復(fù)合品（例如，薄片或捆）。該捆可具有50kg至300kg，例如IOOkg至 300kg，或IOOkg至200kg的重量。例如，當(dāng)制造捆時(shí)，組合物可通過利用壓制機(jī)而被壓緊。 復(fù)合品適合于存放、運(yùn)輸、和進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成各種產(chǎn)品（例如，紙張、容器、食品容器、特種紙、 薄頁紙、茶葉袋、標(biāo)簽、家具、防偽紙、鈔票紙、纖維板、紙板、織物、層壓板、和廣告牌。已發(fā) 現(xiàn)，由根據(jù)本文所描述的方法生產(chǎn)的復(fù)合品制成的紙張具有關(guān)于撕裂指數(shù)、抗拉剛度、可控 的透氣度和勻度的極佳的性能。紙張包含在高于熱塑性材料的熔點(diǎn)的溫度下干燥的纖維素 纖維和熱塑性材料。熱塑性材料可以是PLA。在下文中描述勻度的測量。
[0043] 如在本文所限定的組合物和/或復(fù)合品可包括70重量％或更少的熱塑性纖維，例 如5重量％至50重量％的熱塑性纖維，例如，10重量％至40重量％的熱塑性纖維，例如，10 重量％至30重量％的熱塑性纖維。熱塑性纖維可以是PLA纖維。
[0044] 通過在本文所描述的方法獲得的復(fù)合品可用作用于制造所期望的產(chǎn)品的起始材 料?？商孢x地，復(fù)合品在轉(zhuǎn)變成所期望的產(chǎn)品之前可經(jīng)受額外的處理。例如，如在本文所描 述的復(fù)合品在轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品（例如，茶葉袋、標(biāo)簽和特種紙）之前可被破裂、切碎、懸浮在水中 和/或精制。此外，技術(shù)人員意識(shí)到，在組合物或復(fù)合品被轉(zhuǎn)化成不同的產(chǎn)品之前，可加入 其他組分。該組分的示例包括有機(jī)顏料或無機(jī)顏料、粘結(jié)劑、助留劑、植絨劑、粘合劑和/或 固定劑。
[0045] 因此，提供一種如本文所描述的還包括下列步驟的方法：
[0046] d)精制復(fù)合品。
[0047] 本文所描述的方法還可包括下列步驟：
[0048] e)添加熱塑性纖維的水懸浮液。
[0049] 本文所描述的方法還可包括下列步驟：
[0050] f)使步驟e)的組合物脫水形成復(fù)合品，以及
[0051] g)在高于熱塑性纖維的熔點(diǎn)下干燥復(fù)合品。
[0052] 勻度的測量
[0053] 勻度為纖維在紙張的平面內(nèi)的分布，S卩，在一張紙的平面內(nèi)質(zhì)量分布的小范圍變 化。勻度數(shù)，本文也稱為勻度，為通常公認(rèn)的勻度的量化指標(biāo)，并且為局部克重的變化系數(shù)， 艮P，標(biāo)準(zhǔn)偏差與紙張平均克重的比。勻度被因此測量。
[0054] 通過將紙張樣品暴露于β源（C-14)，并通過圖像板記錄透過紙張的輻射，形成射 線照片圖像。掃描后的數(shù)字灰度圖像通過沿著樣品的一側(cè)利用具有已知的克重水平的校正 條，被轉(zhuǎn)移至實(shí)際的克重圖。從克重圖中進(jìn)行勻度分析。分析提供了勻度數(shù)。
[0055] 所用的設(shè)備：
[0056] 福射源：C_14,尺寸至少120mm xl20mm，通常活度750MBq
[0057] 校正框：3至8條帶，該基重是已知的
[0058] 掃描儀：具有IP清除器或類似物的Fujifilm IP閱讀器
[0059] 成像板（IP) :Fujifilm BAS-IP MS 型或類似物
[0060] 軟件：MatLab評(píng)估工具。
[0061] 程序被因此進(jìn)行：
[0062] 測量樣品的基重，然后將樣品隔夜存儲(chǔ)，用于調(diào)節(jié)。對樣品進(jìn)行稱重，以g/m2為單 位計(jì)算克重。
[0063] 圖像板在使用前必須被擦除。擦除時(shí)間至少20min。測量板也被擦除至少1分鐘。
[0064] 為了獲得圖像板的同樣的曝光，不依賴于樣品的基重，曝光時(shí)間必須通過下面的 等式而變化：
[0065] (1)曝光時(shí)間=AeljB
[0066] 式中，A為取決于放射性源的強(qiáng)度的常數(shù)，μ為吸收系數(shù)：通常為0.031，B為樣品 的平均基重。
[0067] 用于掃描儀中的每個(gè)像素的曝光的單元具有單元PSL，該單元PSL為用于Fuji設(shè) 備的內(nèi)部單元。PSL水平與在曝光板上的紙的圖像的平均灰度水平聯(lián)接。通過評(píng)估程序，顯 示PSL水平。
[0068] 來自等式⑴中的常數(shù)A被固定為PSL水平30。根據(jù)下面的程序，以找出對于每 個(gè)曝光系統(tǒng)必須被校正的系數(shù)A :
[0069] -將A設(shè)定為5 :在公式：（1)中。
[0070]-獲取紙樣品，測量基重，計(jì)算曝光時(shí)間。
[0071]-對紙樣品進(jìn)行曝光所計(jì)算的時(shí)間。如果在評(píng)估程序中所顯示的PSL變成35,那 么對于該曝光設(shè)備，A = 5*30/35。
[0072] 在標(biāo)準(zhǔn)中存在兩個(gè)PSL水平：
[0073] 高水平：PSL = 3〇
[0074] 低水平：PSL = 10
[0075] 當(dāng)高的精確度是重要時(shí)，推薦PSL = 30。
[0076] 當(dāng)用于分析的時(shí)間是重要時(shí)，可使用PSL= KLPSL= 10給出了稍微嘈雜的結(jié)果。 對于PSL = 10的曝光時(shí)間為對于PSL = 30所計(jì)算出的時(shí)間的1/3。
[0077] 樣品被放在圖像板和C-14輻射源之間。在對樣品進(jìn)行曝光之后，在曝光結(jié)束后的 1/2小時(shí)內(nèi)，在Fuji掃描儀中讀取圖像板?？臻g分辨率被設(shè)定為100 μ m。當(dāng)曝光時(shí)間已過 去時(shí)，通過曝光單元，曝光被自動(dòng)停止。然而，在曝光已結(jié)束后的半小時(shí)內(nèi)，掃描圖像板。將 圖像板放置在掃描儀中，該掃描儀掃描所曝光的圖像至計(jì)算機(jī)。
[0078] 通過曝光沒有樣品的圖像板至PSL水平30,獲得背景輪廓（3D形貌）。平滑背景 輪廓，利用其修正所有的圖像，提供更加精確的結(jié)果。
[0079] 通過沿著樣品（例如，聚酯薄膜）的一側(cè)，利用已知的克重條，進(jìn)行對于灰度等級(jí) 圖像的基重校正。
[0080] 從基重圖像中計(jì)算勻度參數(shù)。
[0081] 定義
[0082] 術(shù)語熱塑性纖維指的是基于聚合物的纖維，這里，聚合物可具有可再生來源或非 可再生來源。纖維的特征在于，當(dāng)加熱時(shí)，獲得熔點(diǎn)。熱塑性纖維的示例包括聚烯烴、聚酯、 聚碳酸酯、乙烯類聚合物、和它們的共聚物及其混合物。
[0083] 正如本文所使用的，術(shù)語"聚乳酸"（也被稱為聚丙交酯或PLA，其為熱塑性脂肪族 聚酯）意在也包括聚-L-丙交酯（PLLA)、聚-D-丙交酯（TOLA)和聚（L-丙交酯-共-D， L-丙交酯）（PLDLLA)。
[0084] 術(shù)語"纖維質(zhì)纖維"和"纖維素纖維"意在包括來自任何植物和基于植物的材料的 纖維。然而不受限于此的該纖維的示例為來自木材、棉花、大麻和竹子的纖維。然而不受限 于此的木質(zhì)纖維的示例為來自松樹、云杉、樺木和桉樹的纖維。制造方法的示例包括化學(xué)制 漿、化學(xué)熱機(jī)械制漿（CTMP)、熱機(jī)械制漿（TMP)、燒堿法蒸煮和有機(jī)溶劑法。
[0085] 表達(dá)"纖維素漿纖維"意在指來自漿料的纖維素纖維。漿料可從任何植物和基于 植物的材料（例如，軟木、硬木、棉花、大麻和竹子）中獲得。
[0086] 術(shù)語"勻度"意在指纖維在紙張的平面內(nèi)的分布，并且可指可見光的傳播（光學(xué)勻 度）或β-輻射線的傳播（紙張勻度）。
[0087] 術(shù)語"卷曲"意在指纖維的波浪狀，即，這樣一種狀況，其中，纖維在最小外部應(yīng)力 下的軸線偏離直線，且遵循簡單的或復(fù)雜的或不規(guī)則的波浪形的路徑。
[0088] 術(shù)語"卷曲角度"意在指卷曲波的斜邊和基準(zhǔn)線之間的角度α，可用來表征卷曲幾 何結(jié)構(gòu)。卷曲角度為卷曲曲線的兩個(gè)斜邊之間的角度，表示卷曲的銳度。
[0089] 術(shù)語"卷曲數(shù)"（也被稱為卷曲頻率或卷曲數(shù)目）表征拉直纖維的單位長度的卷曲 曲線或卷曲波的數(shù)目。
[0090] 術(shù)語"濕漿料"意在指與水混合的纖維素漿纖維。
[0091] 液體漿意在指在水中包含35重量％至50重量％的纖維素漿纖維的漿料。
[0092] 術(shù)語漿料懸浮液意在指包含2重量％至30重量％的纖維素漿纖維的水懸浮液。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0093] 參照附圖，將更加詳細(xì)地對本文所公開的方法進(jìn)行描述，其中：
[0094] 圖1示出如本文所限定的方法的流程圖。
[0095] 圖2示出用于制造捆的方法的流程圖。
[0096] 圖3示出制造片材的方法的流程圖。
[0097] 圖4示出纖維的卷曲角度α。
[0098] 圖5示出通過不同的精制程序和不同的PLA濃度所生產(chǎn)的紙張的性能。
[0099] 圖6分別示出包含卷曲的PLA纖維和非卷曲的PLA纖維的紙張的性能。
[0100] 應(yīng)注意到，附圖未按比例繪制，并且為了清晰，某些特征的尺寸被放大。

【具體實(shí)施方式】
[0101] 圖1示出如本文所限定的方法的流程圖。
[0102] "PL"為用于熱塑性纖維（例如，PLA纖維）的容納容器。
[0103] "PU"為用于纖維素漿懸浮液或液體漿的容器。
[0104] "DL1"為熱塑性纖維漿體的制備步驟。
[0105] "DL2"為液體漿/稀釋物的制備步驟。
[0106] "ST"為熱塑性纖維漿體的存放塔。
[0107] "RE"為精制步驟。
[0108] " DE "為脫水步驟。
[0109] "FD "為急驟干燥機(jī)。
[0110] "SH"為片材干燥機(jī)。
[0111] 在脫水步驟之前混合PLA和纖維素。
[0112] 可對包含纖維素纖維（例如，漿料懸浮液或液體漿）的漿料進(jìn)行精制步驟。纖維 素纖維的精制可增加纖維素纖維的溶脹，從而減小纖維之間的摩擦，提高如本文所限定的 組合物的均質(zhì)性。對于由所述組合物制造的紙張，這點(diǎn)也是正確的。精制可對精制的纖維 素漿纖維的機(jī)械性能（例如，抗拉指數(shù)、Z強(qiáng)度和最大張力）提供積極的影響。在精制步驟 中，漿料可被泵送到精制機(jī)中，進(jìn)一步到轉(zhuǎn)子和定子之間的區(qū)域中。轉(zhuǎn)子具有泵送功能，將 漿料帶入到精制段之間的區(qū)域中，并將漿料轉(zhuǎn)移至精制區(qū)的另一側(cè)。在精制段中的中空槽 將運(yùn)輸漿料，同時(shí)在轉(zhuǎn)子和定子之間的窄的區(qū)域中進(jìn)行精制。桿角度可選自20°至40°， 例如30°。
[0113] 可利用溫度低于熱塑性纖維的熔點(diǎn)的熱風(fēng)來進(jìn)行干燥，并且可在數(shù)個(gè)步驟中進(jìn)行 干燥。
[0114] 圖2公開一種用于制造包含如本文所限定的組合物的被急驟干燥的捆的方法。組 合物（備料）可被脫水和壓制。固體含量可因此被增加，組合物可被切成碎片，進(jìn)而可形成 薄片。然后，這些薄片可通過氣流轉(zhuǎn)移至急驟干燥機(jī)，其中，漿片可通過例如數(shù)個(gè)步驟被干 燥。在干燥后，薄片可通過利用螺旋進(jìn)料機(jī)進(jìn)入第一壓制機(jī)，其中，可形成捆。其后，該捆可 被帶入到第二壓制機(jī)，其后被包裝。
[0115] 圖3公開一種用于制造包含如本文所限定的組合物的片材的方法。在制備所述組 合物（備料）期間，纖維素纖維和熱塑性纖維（例如，PLA纖維）混合，可調(diào)節(jié)pH值，組合 物可通過白水（即，來自制漿工藝的濕端的濾液）稀釋成濃度為0.15重量％。然后，所獲 得的組合物可被泵送至流漿箱，且可被均勻地分布在成形網(wǎng)。
[0116] 成形網(wǎng)可以是聚氨酯的環(huán)狀布或類似材料，其中，纖維懸浮液可被過濾，熱塑性纖 維和纖維素纖維在脫水期間可被保留在網(wǎng)的頂部，同時(shí)溶劑/白水穿過可滲透的布網(wǎng)。通 過重力和真空進(jìn)行脫水。在被轉(zhuǎn)移至壓氈之前，濕網(wǎng)的固體含量可以是大約20%，然后進(jìn)入 壓制工段。超聲設(shè)備可用來改善濕網(wǎng)的構(gòu)造和脫水。
[0117] 壓制工段可包括一個(gè)或多個(gè)壓制機(jī)，例如，但不受限于，輥式壓制機(jī)或靴型壓制 機(jī)。壓制工段的主要任務(wù)可以是增加固體含量，從而降低所需的干燥能量。通過對濕網(wǎng)機(jī) 械沖擊可進(jìn)行脫水，水可被壓出到壓氈。
[0118] 干燥工段可包括通過干燥機(jī)的幾百米長的干燥路徑。通過熱風(fēng)（150°C )可進(jìn)行干 燥，該熱風(fēng)可通過熱蒸汽加熱。干燥機(jī)可包括數(shù)個(gè)級(jí)別，其中，濕網(wǎng)可被轉(zhuǎn)移在板上方，熱風(fēng) 可通過窄的噴嘴吹出。在干燥步驟之后，所獲得的網(wǎng)的溫度可被降低，網(wǎng)可被切成單獨(dú)的紙 張，該紙張可被堆積成堆，直到已達(dá)到最終的堆疊高度。在下面的步驟中，該堆被壓制，并且 可打成捆復(fù)合品（例如，捆）可被轉(zhuǎn)變?yōu)槠幕蛐【怼?br> [0119] 圖4示出纖維的波浪狀。纖維被描繪成實(shí)線。纖維具有卷曲角度α。
[0120] 圖5示出通過不同的精制程序和三種不同的PLA濃度所制造的紙張的性能。按照 在下文的實(shí)施例2中所描述的，進(jìn)行物理測試。按照在本文件中所描述的，測量勻度。
[0121] 三種不同的PLA濃度指的是濃度為10重量％、20重量％和30重量％的PLA的水 性懸浮液。命名為"漿磨（pulp mill)"的程序指的是在生產(chǎn)漿料/PLA混合物期間，僅對纖 維素漿進(jìn)行精制的試驗(yàn)，而"紙磨（paper mill)"指的是僅對漿料/PLA混合物進(jìn)行精制的 試驗(yàn)。
[0122] 漿磨：
[0123] 命名為"漿磨"的程序指的是精制濃度為4重量％的從未干燥過的軟木牛皮紙漿， 在此之后，其與PLA纖維的水溶液混合。
[0124] 利用干的4mm的PLA纖維，且在水中稀釋，制得4%的PLA纖維的懸浮液。類似地， 由從未干燥過的纖維素漿制得4%的漿料懸浮液。以實(shí)驗(yàn)室精制機(jī)LR40僅對纖維素漿進(jìn)行 精制。用于精制的輸入能量為l〇〇kWh/t。
[0125] 將懸浮液在攪拌機(jī)中混合，通過離心脫水。全部的濕的混合物被首先轉(zhuǎn)換形成大 約Icm寬的拋片（fling)，該拋片被存儲(chǔ)在大的干燥籃中，使得拋片的層為5cm高。然后，將 具有拋片-漿料的干燥籃放在干燥室中，干燥。在90°C和50% Rh下，通過熱風(fēng)，對在干燥 室中的拋片漿料進(jìn)行干燥。熱風(fēng)在干燥室內(nèi)循環(huán)，自動(dòng)控制溫度和Rh。熱風(fēng)從干燥室的下 面吹出，穿過干燥籃和濕的漿料/PLA拋片。繼續(xù)進(jìn)行干燥，直到漿料/PLA混合物的水分含 量降至10%。在干燥之后，漿料/PLA混合物被分解在水中，至4%的稠度，根據(jù)在SCAN-CM 26:99中所描述的標(biāo)準(zhǔn)程序，以Finnish紙張成型機(jī)制得濕的紙張。所生產(chǎn)的尺寸為16. 5cm xl6. 5cm的紙張的基重為100g/m2。根據(jù)精制和溶脹，濕的紙張被壓制在兩張吸墨紙之間，至 固體含量大約為40%至50%。限制在23°C和50% Rh下，將濕的被壓制的紙張干燥48小 時(shí)，在那之后，制備的紙張用于熱壓。在熱壓之前，紙張?jiān)?05°C的烘箱中干燥15分鐘。在 該干燥之后，在平面式壓制機(jī)中，在180°C的溫度和200N/cm 2的壓力下，將紙張壓制7分鐘。 具有熔化的PLA的"活性的"紙張被冷卻，保留在23°C和50% Rh的測試實(shí)驗(yàn)室中，直至對 其進(jìn)行分析。
[0126] 紙磨：
[0127] 利用干的4mm的PLA纖維，且在水中稀釋，制得4%的PLA纖維的懸浮液。類似地， 由從未干燥過的纖維素漿制得4%的漿料懸浮液。
[0128] 將懸浮液在攪拌機(jī)中混合，通過離心脫水。全部的濕的混合物被首先轉(zhuǎn)換形成大 約Icm寬的拋片，該拋片被存儲(chǔ)在大的干燥籃中，使得拋片的層為5cm高。然后，將具有拋 片-漿料的干燥籃放在干燥室中，干燥。在90°C和50% Rh下，通過熱風(fēng)，對在干燥室中的 拋片漿料進(jìn)行干燥。熱風(fēng)在干燥室內(nèi)循環(huán)，自動(dòng)控制溫度和Rh。熱風(fēng)從干燥室的下面吹出， 穿過干燥籃和濕的漿料/PLA拋片。繼續(xù)進(jìn)行干燥，直到漿料/PLA混合物的水分含量降至 10%。
[0129] 在干燥之后，漿料/PLA混合物被分解在水中，至4 %的稠度，以實(shí)驗(yàn)室精制機(jī)LR40 對全部混合物進(jìn)行精制。用于精制的輸入能量為100kWh/t。
[0130] 在精制之后，漿料/PLA懸浮液被稀釋，根據(jù)在SCAN-CM 26:99中所描述的標(biāo)準(zhǔn)程 序，以Finnish紙張成型機(jī)制得濕的紙張。所生產(chǎn)的尺寸為16. 5cm xl6. 5cm的紙張的基重 為100g/m2。根據(jù)精制和溶脹，濕的紙張被壓制在兩張吸墨紙之間，至固體含量大約為40% 至50%。限制在23°C和50% Rh下，將濕的被壓制的紙張干燥48小時(shí)，在那之后，制備用 于熱壓。在熱壓之前，紙張?jiān)?05°C的烘箱中干燥15分鐘。在該干燥之后，在平面式壓制 機(jī)中，在180°C的溫度和200N/cm 2的壓力下，將紙張壓制7分鐘。具有熔化的PLA的"活性 的"紙張被冷卻，保留在23°C和50% Rh的測試實(shí)驗(yàn)室中，直至對其進(jìn)行分析。
[0131] 待使用的方法將取決于紙張所期望的性能。例如，當(dāng)想得到高的濕強(qiáng)度時(shí)，結(jié)合10 重量％的PLA濃度，可利用漿磨程序。
[0132] 圖6示出根據(jù)本文所描述的實(shí)施例2所制造的紙張的性能。分別利用卷曲的纖維 和非卷曲的纖維。意想不到地，包含卷曲的PLA纖維的紙張顯示出基本上與包含非卷曲的 (即，直的）PLA纖維的紙張相同的性能。
[0133] 其他方面
[0134] 提供針對用于制備包含熱塑性纖維和纖維素纖維的組合物的方法的第一其他方 面，其中，所述方法包括下列步驟：
[0135] a)精制漿料；
[0136] b)將來自步驟a)的精制的漿料與未精制的熱塑性纖維混合。
[0137] 在又一方面中，提供包含如本文所限定的組合物的紙張，以及用于制造所述紙張 的方法。紙張具有關(guān)于勻度、撕裂指數(shù)、可控的透氣度和勻度的極佳的性能。紙張包含在低 于PLA的熔點(diǎn)的溫度下干燥的纖維和PLA纖維。所述方法包括下列步驟：
[0138] i)精制漿料；
[0139] ii)將PLA纖維懸浮在水中；
[0140] iii)將來自步驟i)的精制的漿料與由步驟ii)獲得的包含未精制的PLA纖維的 懸浮液混合；
[0141] iv)使由步驟iii)所獲得的組合物脫水；
[0142] V)干燥由步驟iv)所獲得的組合物；以及
[0143] vi)可選地，精制由步驟V)所獲得的組合物。
[0144] 漿料可以是濕漿料或液體漿。此外，所述用于制造紙張的方法還可包括額外的步 驟，其中，通過在步驟Vi)之前加入溶劑，由步驟V)所獲得的組合物被轉(zhuǎn)變成漿體。在步驟 Vi)之后，組合物形成為紙張、脫水和干燥，可通過利用紙網(wǎng)，進(jìn)行脫水和干燥。同樣，纖維素 纖維可包含在濕漿料或液體漿中，PLA纖維可涂覆有如在上文或下文中所限定的涂層?？?選擇地，在步驟iv)和步驟V)中，可利用紙網(wǎng)，進(jìn)行脫水和干燥。此外，可根據(jù)如上文所公 開的步驟a)至步驟f)，進(jìn)行步驟i)至步驟V)。
[0145] 包含纖維素纖維的捆可通過向組合物中加入水而轉(zhuǎn)化成液體漿，直到已獲得濃度 為4重量％的纖維。漿體可通過精制機(jī)（例如，圓錐式精制機(jī)）精制，特定的輸入能量可以 為60kWh/噸至300kWh/噸，例如90kWh/噸至200kWh/噸，例如IOOkWh/噸，單位邊緣載荷 可以是2J/m至50J/m。在精制之后，液體漿可與PLA纖維懸浮液混合?？梢韵虬琍LA纖 維和纖維素纖維的組合物中加入水，直到已獲得濃度為2重量％的纖維?？杉尤腩~外的添 加劑。在成型之前，包含PLA纖維和纖維素纖維的組合物可選地被再一次精制。通過利用 平面網(wǎng)，可進(jìn)行成型。組合物可被脫水。在成型后，組合物可被轉(zhuǎn)移至壓制織物，通過利用 例如兩個(gè)壓輥或靴型壓制機(jī)，可進(jìn)行紙張的壓制，其中，固體含量可從20%增加至50%。在 壓制之后，紙張可被轉(zhuǎn)移至干燥網(wǎng)，通過利用溫度為120°C至150°C的被加熱的烘缸，可進(jìn) 行脫水。
[0146] 通過在上文或下文中所限定的用于制造紙張的方法所獲得的紙張可具有30 μ m/ Pas 至 1400 μ m/Pas 的透氣度、和 2. 0 至 3. 3 的折疊度（fold)、和 24mNm2/g 至 40mNm2/g 的 撕裂指數(shù)、和4. 9至10的勻度。
[0147] 在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于制備如在上文或下文中所限定的包含纖維 素纖維和熱塑性纖維的組合物的方法，所述方法包括下列步驟：
[0148] a)提供包含未精制的熱塑性纖維的懸浮液；所述懸浮液可具有2重量％至5重 量％，例如3重量％至4重量％，例如3. 5重量％的濃度；
[0149] b)提供包含纖維素纖維的液體漿；所述液體漿可具有2重量％至5重量％，例如3 重量％至4重量％，例如3. 5重量％的濃度；
[0150] c)精制所述包含纖維素纖維的液體漿；
[0151] d)將來自步驟c)的精制的液體漿與來自步驟a)的包含未精制的熱塑性纖維的懸 浮液混合；
[0152] e)使由步驟d)所獲得的組合物脫水；以及
[0153] f)干燥由e)所獲得的組合物。
[0154] 此外，所述方法還可包括將組合物成形為片材或捆的步驟，該步驟可在步驟e)或 步驟f)后進(jìn)行。另外，熱塑性纖維可涂有如在上文或下文中所限定的涂層，熱塑性纖維可 以是PLA纖維。
[0155] 因此，如在上文或下文中所公開的本方法將提供這樣的組合物，當(dāng)被轉(zhuǎn)化成包含 熱塑性纖維和纖維素纖維的漿體時(shí)，所述組合物將在所述漿體和在由所述組合物或所述漿 體所獲得的產(chǎn)品中提供更少的短纖維，從而提供更好的性能。
[0156] 可向本文所描述的復(fù)合材料中加入添加劑，例如，有機(jī)顏料或無機(jī)顏料、粘結(jié)劑、 助留劑、植絨劑、粘合劑和/或固定劑。
[0157] 在本發(fā)明的又一方面中，提供包含纖維素纖維和聚丙交酯纖維（PLA)的組合物， 其中，所述聚丙交酯纖維被涂有包含非離子聚合物和/或陰離子聚合物和/或陽離子聚合 物和/或潤滑劑的涂層。
[0158] 根據(jù)上文所描述的其他方面的組合物，包含纖維素纖維和聚丙交酯纖維的組合 物，其中，所述涂層包含非離子聚合物和/或陰離子聚合物和/或潤滑劑。
[0159] 根據(jù)上文所描述的其他方面的組合物，包含纖維素纖維和聚丙交酯纖維的組合 物，其中，所述涂層包含非離子聚合物和陰離子聚合物和潤滑劑。
[0160] 根據(jù)上文的其他方面的任何一個(gè)方面的組合物，包含纖維素纖維和聚丙交酯纖維 的組合物，其中，聚丙交酯纖維具有2mm至6mm的長度。
[0161] 根據(jù)上文的其他方面的任何一個(gè)方面的組合物，包含纖維素纖維和聚丙交酯纖維 的組合物,其中，纖維素纖維具有0. 5mm至4mm的長度。
[0162] 根據(jù)上文的其他方面的任何一個(gè)方面的組合物，包含纖維素纖維和聚丙交酯纖維 的組合物，其中，所述非離子聚合物為非離子表面活化劑，所述陰離子聚合物為陰離子表面 活化劑，所述潤滑劑為蠟。
[0163] 根據(jù)上文的其他方面的任何一個(gè)方面的組合物，包含纖維素纖維和聚丙交酯纖維 的組合物，其中，聚丙交酯纖維具有98°或更大的卷曲角度。
[0164] 將理解到，本發(fā)明不受限于上文所述描述的實(shí)施方式，本發(fā)明的在權(quán)利要求范圍 內(nèi)的其他變型對于技術(shù)人員而言是顯而易見的。
[0165] 通過下面的非限制性實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。 實(shí)施例
[0166] 縮寫詞：
[0167] kg 千克
[0168] m3 立方米
[0169] OG 混合數(shù)
[0170] rpm 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)
[0171] H2SO4 硫酸
[0172] kWh 千瓦時(shí)
[0173] mm 毫米
[0174] J/m 焦耳 / 米
[0175] VPD 脫水壓制機(jī)
[0176] LDPE 低密度聚乙烯
[0177] LLDPE線性低密度聚乙烯
[0178] MDPE 中密度聚乙烯
[0179] HDPE 高密度聚乙烯
[0180] TEA 拉伸能量吸附
[0181] TSI 拉伸剛度指數(shù)
[0182] Nm/g 牛頓米每克
[0183] mNm2/g毫牛頓平方米每克
[0184] mm/Pas毫米每帕秒
[0185] kPa 千帕
[0186] kj/kg千焦每千克
[0187] MNm/kg兆牛頓米每千克
[0188] LoglO十進(jìn)制對數(shù)
[0189] dtex 紡織纖維的線性質(zhì)量密度，其被定義為每10000米的質(zhì)量克數(shù)
[0190] CTMP 化學(xué)熱機(jī)械制漿
[0191] TMP 熱機(jī)械制漿
[0192] Rh 相對濕度
[0193] RH 相對濕度
[0194] 實(shí)施例1-組合物的制備
[0195] PLA纖維懸浮液
[0196] 命名為 Trevira D260 的 PLA 纖維購自 Trevira GmbH，Hattersheim，德國。
[0197] 干的PLA纖維被懸浮在體積為30m3的懸浮容器中。向容器中加入溫度為50°C的 水，然后，加入大約660kg至1200kg的被涂覆的PLA纖維。加入溫度為60°C的額外的水，直 到懸浮液具有3. 5重量％的被涂覆的PLA纖維的濃度。
[0198] 通過轉(zhuǎn)數(shù)為43±3rpm的葉輪進(jìn)行混合，根據(jù)STAMO計(jì)算模型，該混合對應(yīng)OG數(shù) 11。STAMO為用于描述混合器的效果的混合系數(shù)，利用Re數(shù)（S卩，雷諾數(shù)）、混合器的尺寸、 形式和速度，計(jì)算STAM0。在該實(shí)施例中，Re大約為3百萬。OG為對湍流的測量值，該數(shù)值 取決于擋板葉片的角度、旋轉(zhuǎn)速度（rpm)、容器的尺寸、葉輪的尺寸、懸浮液的性質(zhì)。
[0199] 在混合之后，在大約15分鐘期間，直到漿體被均勻地分散，將PLA漿體泵送至60m3 的存放槽，其中，通過利用四個(gè)安裝在43±3rpm旋轉(zhuǎn)的堅(jiān)向軸上的葉輪，進(jìn)行混合，根據(jù) STAMO計(jì)算模型，該混合對應(yīng)OG數(shù)12. 4。PLA漿體被短時(shí)間保持在存放槽中，直到1小時(shí)。
[0200] 纖維質(zhì)纖維的懸浮液
[0201] 液體漿形式的纖維質(zhì)纖維被加入到容器中，加入水，直到懸浮液的濃度為 3.5±2%。通過稀釋的H2SO4，將pH從pH8調(diào)節(jié)至pH4.8。液體漿從容器中被泵送至抗磨篩 (wear sieve),其中，所接受的楽料被通過0.18mm的抗磨籠（wear cage)。然后，將篩過的 液體楽轉(zhuǎn)移至圓錐式精制機(jī)，其中，通過配備有4mm的桿、5mm凹槽寬、切割長度4. 62mm和桿 角度60°的精制設(shè)備，精制漿料，直到IOOkWh/噸。在600rpm下，單位邊緣載荷為4. 3J/m。 精制溫度為60°C至90°C。在精制后，所獲得的液體將在與PLA漿體混合之前，被存放在補(bǔ) 償容器中。
[0202] 鉬合物的制各
[0203] 在運(yùn)送到混合泵之前，PLA纖維漿在管子中被運(yùn)送，然后被加入到有纖維質(zhì)的液體 漿中。從此時(shí)起，所獲得的組合物被泵送至VH)脫水壓制機(jī)。組合物包含30±3%的PLA纖 維。
[0204] 脫水：
[0205] Vro壓制機(jī)通過在下方的進(jìn)料容器被用于使?jié){料/PLA纖維組合物脫水，在兩個(gè)旋 轉(zhuǎn)輥之間的收縮部中進(jìn)行脫水。輥是中空的，起機(jī)械過濾器的作用，其中，水通過輥的內(nèi)部， 而纖維餅被留在輥的表面上。所獲得的纖維餅被從輥中刮下來，被運(yùn)送在濕風(fēng)機(jī)處，然后被 吹到急驟干燥機(jī)中。
[0206] 薄片的干燥率大約為55±5%。
[0207] 干燥：
[0208] 通過利用急驟干燥機(jī)和熱風(fēng)（150°C )，在數(shù)個(gè)步驟中進(jìn)行干燥。組合物在干燥后 的干燥率大約為88. 5±1%。
[0209] 壓制：
[0210] 在已進(jìn)行干燥之后，組合物作為流態(tài)化組合物被轉(zhuǎn)移至打捆壓制機(jī)。溫度為 30±3°C。所獲得的組合物的重量被確定，且取決于利用多少層被壓制的組合物和螺旋進(jìn)料 機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
[0211] 實(shí)施例2-紙張的制造
[0212] 清洗從未干燥過的軟木牛皮紙漿，在Voith LR40盤式精制機(jī)中精制濃度為4重 量％的被清洗的從未干燥過的軟木牛皮紙漿。單位精制能量范圍從OkWh/噸至150kWh/噸， 單位邊緣載荷為2J/m。在精制后，液體漿與PLA含量為0重量％至50重量％的PLA纖維的 水懸浮液混合（〇意味著漿體僅包括有纖維素纖維，該樣品被用作參照樣品），且在90°C和 50% RH下干燥，直到獲得90%的固體含量。在干燥后，通過將包含纖維素纖維和被涂覆的 PLA纖維壓縮在鋼模（10cm x20cm)(具有14噸的壓力，之后具有35噸的壓力）中，制得小 的薄片捆。
[0213] 該捆被溶解在水中，且再次在Voith LR40盤式精制機(jī)中精制濃度為4重量％的該 捆。在精制之前，漿料在無負(fù)載下通過循環(huán)10分鐘而被分解。調(diào)節(jié)精制至單位精制能量為 OkWh/噸至200kWh/噸，單位邊緣載荷為2J/m。
[0214] 根據(jù)ISO 5269-1，在Finnish紙張成型機(jī)中制得所有的紙張（漿磨精制的和紙磨 精制的）。在生產(chǎn)紙張之前，濃度為3%的包含纖維素纖維和被涂覆的PLA纖維的復(fù)合品以 30000rpm分解在碎漿機(jī)中。在制漿后，組合物被稀釋，適當(dāng)?shù)牧勘患尤氲郊垙埑尚椭?，其中?制得基重為l〇〇g/m2的濕紙張（16. 5cm xl6. 5cm)。濕紙張被覆蓋，且去除紙網(wǎng)。在成型之 后，濕紙張以400kPa的兩個(gè)循環(huán)（5. 2分鐘和2. 2分鐘）被壓制在吸墨紙之間，該吸墨紙?jiān)?壓制之間被交換成干的吸墨紙。在壓制之后，濕紙張的固體含量發(fā)生變化，為50重量％至 60重量％。在有條件的房間里，在23°C和50% RH下，將這些紙張干燥至少3天。
[0215] 干的紙張被用于物理測試。
[0216] 根據(jù)用于紙測試的標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行物理測試。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN20534,確定厚度。通過精 密測微計(jì)，利用IOOkPa的靜壓，在200mm 2的表面上，進(jìn)行測量。通過這些數(shù)據(jù)，計(jì)算樣品重 量、表面密度和紙克重。通過Lorentzen&Wettre測試儀，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法EN 21 974,所用的 樣品為62mm x40mm，獲得撕裂強(qiáng)度。根據(jù)ISO 1924-3,在15mm的紙條內(nèi)，通過100mm/min 的應(yīng)變速率分析抗拉強(qiáng)度（抗拉指數(shù)、TSI、TEA、延展性），夾具之間的距離為100mm。根據(jù) EN 12625-5,通過10個(gè)條和Roel Zwick抗張強(qiáng)度測定儀，進(jìn)行濕強(qiáng)度測量。在15秒期間 進(jìn)行浸濕樣品，伸長率為50mm/min，夾具和桿之間的距離為50mm。根據(jù)IS05636_5(Gurly) 確定透氣度。根據(jù)SCAN-C 62:00測量保水值WRV，其中，以lOOOOrpm，將2g的極干燥的漿 料離心10分鐘。根據(jù)SCAN P90,分析Z強(qiáng)度。根據(jù)ISO 5626:1993分析抗折強(qiáng)度和耐折度 (Kdhler-Mo 丨 in),根據(jù) FA 11 701 分析 β 勻度。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于制備包含纖維素漿纖維和熱塑性纖維的組合物的方法，其中，所述方法包 括下面的步驟： a) 將精制的水性漿料懸浮液與熱塑性纖維的水懸浮液混合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述水性漿料懸浮液的濃度為0. 1重量％至4重 量％，優(yōu)選1重量％至4重量％，或者更優(yōu)選3重量％至4重量％。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述漿料懸浮液的漿料為從未干燥過的木 漿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述從未干燥的木漿為從未干燥過的軟木漿。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱塑性纖維的水懸浮液的濃度 為2重量％至5重量％，優(yōu)選3重量％至4重量％，或者更優(yōu)選為3. 5重量％。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱塑性纖維為選自聚烯烴、聚 酯、聚碳酸酯、乙烯類聚合物、及其共聚物或其混合物的熱塑性纖維。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述聚烯烴選自聚乙烯和聚丙烯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述聚酯選自聚羥基丁酸酯（PHB)和聚乳酸 (PLA)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述熱塑性纖維為PLA纖維。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法還包括下列步驟： b) 使所述組合物脫水得到復(fù)合品，以及 c) 干燥所述復(fù)合品。
11. 一種通過權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)能夠獲得的組合物。
12. -種通過權(quán)利要求10能夠獲得的復(fù)合品。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的復(fù)合品的用途，所述用途用于制造容器、食品容器、特種 紙、薄頁紙、茶葉袋、標(biāo)簽、家具、防偽紙、鈔票紙、纖維板、紙板、織物、層壓板、和廣告牌。
【文檔編號(hào)】C08L1/02GK104321487SQ201380024788
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月11日
【發(fā)明者】納爾奇斯·梅西奇, 安娜·琳達(dá)·維多利亞·費(fèi)爾曼 申請人:索德拉細(xì)胞公司