[发明专利]含再生纤维素的基材的制造方法和由该方法制造的基材

说明书

技术领域

本发明涉及含再生纤维素的基材的制造方法。

背景技术

纤维素纤维是由纤维素类聚合物即纤维素链制得的多组分结构。还可能存在本领域已知的木素、戊聚糖和其他组分。纤维中的纤维素链相互连接形成初级原纤。数个初级原纤相互结合形成微纤，数个微纤形成聚集体。纤维链、初级原纤和微纤之间的连接为氢键连接。

可通过机械和/或化学和/或生化(例如利用酶)的方式使纤维素纤维分解，从而破坏纤维的微纤之间的连接。以这种方式形成微纤化纤维素或纳米纤维素。还可进一步通过机械和/或化学处理使纤维素溶解。纤维素然后进一步分解为更小的粒子，形成澄清溶液，从而该纤维素溶解。存在多种不同的描述纤维素纤维溶解的方法。

通常采用不同的方法步骤，一般包括酶处理和碱处理来使纤维素纤维溶解。不同的方法可参见Fl 107335、WO 01/96402和WO2007/003699。溶解的纤维常用于膜中。

溶解的纤维可在再生溶液中再生，由此使纤维素聚合物、粒子或纤维沉淀。再生纤维例如可用作纸张或纸板上的涂层以在纸张或纸板上形成宏观结构、微观结构或纳米结构，从而改善不同类型印刷方法对纸张或纸板的性能要求。

WO2007/003699描述了纤维素纤维的溶解和再生。随后将再生纤维素纤维涂覆于纸张表面上。

然而，困难的是对再生纤维素溶液进行处理。再生纤维素聚合物、粒子或纤维在溶液中时通常不稳定。含再生纤维素的溶液还可能存在流变性的问题，流变性的问题使得再生纤维素难以施于表面，从而引发流动性问题。另一问题是少量溶解和/或部分溶解的纤维能够再生，即产率可能很低。此外，可能存在大量的溶解糖或多糖，这可能在随后的工艺过程中造成问题，例如高BOD或COD水平的问题。

因此，需要改进的方法来提供具有再生纤维的基材表面。

发明内容

本发明的一个目的是提供以改进的方式制造含再生纤维素的基材的方法。

本发明的另一目的是提供具有改善的机械性能例如强度和劲度的基材。

这些目的和其他优势通过权力要求1所述的方法得以实现。通过将含溶解纤维和/或部分溶解纤维的溶液和再生溶液添加于基材表面，可使纤维素在所述表面之上再生，从而以容易并且加以改进的方式提供具有再生纤维素的基材表面。这通过独立权利要求得以实现，所述方法的优选实施方式由从属权利要求限定。

本发明涉及基材的制造方法，该方法包括下述步骤：提供含纤维素纤维的基材，将含溶解纤维和/或部分溶解纤维的溶液添加于所述基材表面，将再生溶液添加于所述基材表面，使得所述溶解或部分溶解纤维在所述基材表面之上再生，随后干燥所述基材。通过这种方式，可以非常容易且有效的方式提供具有再生纤维素的基材表面。再生纤维素可优选呈现为聚合物、粒子或纤维形态，所述聚合物、粒子或纤维在形成过程中将引入至基材表面的纤维结构中。与再生纤维素粒子添加于表面相比，通过这种方式在再生纤维素和基材的纤维或其他纸张组分例如填料之间建立起更强的连接。此外，避免了再生纤维素复杂的存放、再生纤维素之于表面上的施用、以及小的再生糖或多糖分子的残留。

可在添加再生溶液之前将含溶解纤维和/或部分溶解纤维的溶液添加于表面。也可先将再生溶液添加于基材表面，再添加含溶解和/或部分溶解纤维的溶液。在上述两种方式中，溶解和/或部分溶解纤维均在基材表面之上发生再生。

在含溶解和/或部分溶解纤维的溶液中溶解和/或部分溶解纤维的浓度可为0.01-50重量%，但优选为0.1-5重量%。

如果纤维素溶解和/或部分溶解于碱溶液，那么可通过添加pH值低的溶液，优选pH值低于6的溶液使该纤维素再生。再生溶液可以是酸溶液或其他化学溶液。酸溶液可优选为柠檬酸、磷酸、硫酸、醋酸、盐酸。还可使用pH值低的溶液，例如聚合氯化铝(PAC)或聚合硝酸铝(PAN)。

如果纤维素溶解和/或部分溶解于酸溶液，那么可通过添加pH值较高的溶液，优选pH值高于8的溶液使该纤维素再生。所述再生溶液因而可以是碱性溶液，优选氢氧化钠。

还可提供具有多于1个的再生纤维素层的基材表面。这可通过添加含溶解和/或部分溶解纤维的第二溶液和第二再生溶液来实现，从而在基材表面之上形成两个再生纤维素层。还可以相同的方式提供具有三个、四个或更多个再生纤维素层的基材。