再分散的微纤化纤维素

摘要

本发明提供改善干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素的再分散性的方法，将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素再分散的方法，包含再分散的微纤化纤维素的组合物和再分散的微纤化纤维素在制品、产品或组合物中的用途；以及改善再分散的干燥或部分干燥的微纤化纤维素的物理和/或机械性能的方法。

权利要求

1.一种改善再分散的干燥或部分干燥的微纤化纤维素的物理和/或机械性能的方法，所述方法包括：

a.提供：微纤化纤维素的含水组合物；

b.通过以下一种或多种使所述含水组合物脱水：i.通过带压机脱水，

ii.高压自动带压机，

iii.离心机，

iv.管压机，

v.螺旋压机，和

vi.旋转压机；

以产生脱水的微纤化纤维素组合物；

c.通过以下一种或多种来干燥所述脱水的微纤化纤维素组合物：i.流化床干燥器，

ii.微波和/或射频干燥器，iii.热风扫磨机或干燥器、蜂巢磨机或多转子蜂巢磨机，和iv.冷冻干燥；

以产生干燥或部分干燥的微纤化纤维素组合物；以及d.将所述干燥或部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中再分散；

其中，所述微纤化纤维素的拉伸指数和/或粘度是在干燥之前浓度相当并且纤维陡度为20‑50的微纤化纤维素的含水组合物的拉伸指数和/或粘度的至少50％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述微纤化纤维素另外包含无机颗粒材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述无机颗粒材料包含板状矿物、高岭土和/或滑石。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述无机颗粒材料另外包含除板状矿物之外的无机颗粒材料。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述无机颗粒材料是碳酸钙。

6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述干燥或部分干燥的微纤化纤维素在一种或多种选自由一种或多种盐、一种或多种糖、一种或多种二醇、脲、羧甲基纤维素和瓜尔胶组成的组中的添加剂存在下再分散。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述糖选自单糖、二糖、寡糖和多糖中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述盐包含氯化钠。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述盐是氯化钠。

10.根据权利要求6所述的方法，其中所述二醇包含乙二醇。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述二醇是乙二醇。

12.根据权利要求2所述的方法，其中所述无机颗粒材料在以下阶段中的一个或多个添加：(i)在制造所述包含微纤化纤维素的含水组合物之前或期间；(ii)在制造所述包含微纤化纤维素的含水组合物之后；(iii)在所述微纤化纤维素的含水组合物的脱水期间；(iv)在所述微纤化纤维素的含水组合物的干燥期间；和(v)在所述干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素的再分散之前；和(vi)在所述干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素的再分散期间。

13.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括在制品、产品或组合物中或在制品、产品或组合物的制造中使用所述再分散的微纤化纤维素。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述脱水微纤化纤维素的含水组合物在干燥或至少部分干燥之前具有至多50wt％的固体含量。

15.根据权利要求1所述的方法，其中所述脱水微纤化纤维素的含水组合物在干燥或至少部分干燥之前具有至多30％的固体含量。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所述脱水微纤化纤维素的含水组合物在干燥或至少部分干燥之前具有至多20％的固体含量。

17.根据权利要求2所述的方法，其中所述脱水微纤化纤维素的含水组合物在干燥或至少部分干燥之前具有至多20wt％的固体含量，任选地其中至多80％的固体是无机颗粒材料。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述液体介质是水性的或非水性的。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述液体介质是水性的。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述液体介质是水。

21.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素的所述再分散包括使用精磨机。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述干燥或部分干燥的微纤化纤维素组合物具有

20至50的陡度。

说明书

再分散的微纤化纤维素

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及改善干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素的再分散性的方法和将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素再分散的方法。所述方法可以包括例如将含水组
合物脱水，任选地随后干燥。微纤化纤维素再分散可以例如包括在液体介质中和在除无机
颗粒材料之外的添加剂的存在下和/或在无机颗粒材料的组合存在下将干燥或至少部分干
燥的微纤化纤维素再分散。所述添加剂和/或无机颗粒材料的组合可以例如提高再分散的
微纤化纤维素的机械和/或物理性能。本发明还涉及包含再分散的微纤化纤维素的组合物
和再分散的微纤化纤维素在制品、产品或组合物中的用途。

背景技术

[0002] 近年来，微纤化纤维素和包含它的组合物已显示出具有各种有用的性能，包括提高各种产品例如纸、纸板、聚合物制品、涂漆等的机械、物理和/或光学性能。通常以含水形
式制备，常规将其干燥进行运输以减少其重量和相关的运输成本。最终用户然后通常在用
于预期的最终用途之前将微纤化纤维素再分散。然而，在干燥和再分散之后，它的一些或所
有有利性能减少或丧失。因此，对于改善微纤化纤维素在干燥和再分散后的性能一直存在
着需要。

发明内容

[0003] 根据本发明的第一方面，提供一种改善干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素的再分散性的方法，所述方法包括通过包括以下步骤的方法来干燥或至少部分干燥微纤化纤维
素的含水组合物：

[0004] (i)通过以下中的一种或多种使所述含水组合物脱水：

[0005] (a)通过带压机例如高压自动带压机脱水，(b)通过离心机脱水，(c)通过管压机脱水，(d)通过螺旋压机脱水，和(e)通过旋转压机脱水；然后干燥，或者

[0006] (ii)将所述含水组合物脱水，然后通过以下中的一种或多种进行干燥：

[0007] (f)在流化床干燥器中干燥，(g)通过微波和/或射频干燥器干燥，(h)在热风扫磨机或干燥器例如蜂巢磨机或阿碎得(atritor)磨机中干燥，和(i)通过冷冻干燥进行干燥；

[0008] 或者

[0009] (iii)根据(i)的脱水和根据(ii)的干燥的任何组合，

[0010] 或者

[0011] (iv)将所述含水组合物脱水和干燥的组合，

[0012] 在将所述干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中再分散时，再分散的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于所述微纤化纤维素在干燥或至少部分干
燥之前的机械和/或物理性能而不是若非根据(i)、(ii)、(iii)或(iv)进行干燥的话它将会
具有的机械和/或物理性能，任选地其中所述干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素包含无
机颗粒材料和/或添加剂，它们的存在提高所述再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性
能。

[0013] 在某些实施方式中，所述方法还包括将干燥的或至少部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中再分散，并任选地还包括在制品、产品或组合物的制造中使用所述再分散的微
纤化纤维素。

[0014] 根据本发明的第二方面，提供一种再分散微纤化纤维素的方法，所述方法包括将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中再分散，其中所述干燥或至少部分干燥
的微纤化纤维素通过脱水和干燥包含微纤化纤维素的含水组合物来制备，由此所述再分散
的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于所述微纤化纤维素在干燥或至少部分
干燥之前的机械和/或物理性能而不是若非所述脱水和干燥它将会具有的机械和/或物理
性能，任选地其中所述干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素包含：(i)无机颗粒材料，(ii)
无机颗粒材料的组合，和/或(iii)除无机颗粒材料以外的添加剂，它们在再分散期间的存
在提高再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能；并且其中脱水选自以下中的一种或
多种：

[0015] (a)通过带压机例如高压自动带压机脱水；

[0016] (b)通过离心机脱水；

[0017] (c)通过管压机脱水；

[0018] (d)通过螺旋压机脱水；和

[0019] (e)通过旋转压机脱水；

[0020] 和/或其中干燥选自以下中的一种或多种：

[0021] (f)在流化床干燥器中干燥；

[0022] (g)通过微波和/或射频干燥器干燥

[0023] (h)在热风扫磨机或干燥器例如蜂巢磨机或阿碎得磨机中干燥；和

[0024] (i)通过冷冻干燥进行干燥。

[0025] 根据本发明的第三方面，提供一种改善再分散的干燥或部分干燥的微纤化纤维素的物理和/或机械性能的方法，所述方法包括：

[0026] a.提供：微纤化纤维素的含水组合物；

[0027] b.通过以下中的一种或多种使所述含水组合物脱水：(i)通过带压机脱水，(ii)高压自动带压机，(iii)离心机，(iv)管压机，(v)螺旋压机，和(vi)旋转压机；以产生脱水的微
纤化纤维素组合物；

[0028] c.通过以下中的一种或多种来干燥所述脱水的微纤化纤维素组合物：(i)流化床干燥器，(ii)微波和/或射频干燥器，(iii)热风扫磨机或干燥器、蜂巢磨机或多转子蜂巢磨
机或，和(iv)冷冻干燥；

[0029] 以产生干燥或部分干燥的微纤化纤维素组合物；

[0030] 此时将所述干燥或部分干燥的微纤化纤维素组合物再分散到液体介质中，所述微纤化纤维素的拉伸指数和/或粘度是在干燥之前浓度相当并且纤维陡度(fibre 
steepness)为20‑50的微纤化纤维素的含水组合物的拉伸指数和/或粘度的至少50％。

[0031] 根据本发明的第四方面，提供一种将微纤化纤维素再分散的方法，所述方法包括在液体介质中和在除无机颗粒材料之外的提高再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性
能的添加剂存在下将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素再分散，其中所述微纤化纤维素
在干燥或至少部分干燥之前具有20‑50的纤维陡度。

[0032] 根据本发明的第五方面，提供一种将微纤化纤维素再分散的方法，所述方法包括在液体介质中和在无机颗粒材料的组合的存在下将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素
再分散，其中无机颗粒材料的组合提高再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能，任选
地其中无机颗粒材料的组合包含碳酸钙和板状矿物。

[0033] 根据本发明的第六方面，提供一种包含再分散的微纤化纤维素的组合物，所述再分散的微纤化纤维素在液体介质中分散并通过根据本发明的任何方面或实施方式的方法
可获得/获得，并且在相当的浓度下，拉伸指数和/或粘度是干燥之前的微纤化纤维素的含
水组合物的拉伸指数和/或粘度的至少50％，其中(i)所述微纤化纤维素的含水组合物的纤
维陡度为20‑50，和/或(ii)所述微纤化纤维素的含水组合物包含无机颗粒材料。

[0034] 根据本发明的第七方面，提供根据本发明的任何方面或实施方式的再分散的微纤化纤维素的用途。在某些实施方式中，所述微纤化纤维素用于制品、产品或组合物中。因此，
根据本发明的另一方面，提供包含根据本发明的任何方面或实施方式的微纤化纤维素的制
品、产品或组合物。

[0035] 关于本发明的任何具体的一个或多个陈述方面所提供的细节、示例和优选同样适用于本发明的所有方面。除非本文另有说明，或者上下文明显矛盾，否则本文所述的实施方
式、示例和优选的任何组合以其所有可能的变化形式被本发明包涵。

附图说明

[0036] 图1显示了使用单盘精磨机对包含微纤化纤维素和碳酸钙材料的干燥组合物的效果的概览。

具体实施方式

[0037] 在寻求改善再分散的微纤化纤维素和包含它的组合物的一种或多种性能中，意外发现可以实施将(以前从未干燥过的)包含微纤化纤维素的含水组合物脱水和干燥的组合，
例如机械脱水和干燥，任选在无机颗粒和/或如本文所述的其他添加剂存在下，以求在再分
散时提高或改善所述微纤化纤维素的一种或多种性能。也就是说，与干燥前的微纤化纤维
素相比，再分散的微纤化的所述一种或多种性能更接近于所述微纤化纤维素在干燥之前的
所述一种或多种性能而不是若非脱水和干燥的组合的话它将会具有的性能。类似地，意外
发现，无机颗粒材料或无机颗粒材料的组合和/或本文所述的其他添加剂可以提高初始干
燥后微纤化纤维素的再分散性。

[0038] 因此，在某些实施方式中，改善干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素的再分散性的方法包括通过包含如下步骤的方法来干燥或至少部分干燥含水组合物：

[0039] (i)通过以下中的一种或多种使所述含水组合物脱水：

[0040] (a)通过带压机例如高压自动带压机脱水，(b)通过离心机脱水，(c)通过管压机脱水，(d)通过螺旋压机脱水，和(e)通过旋转压机脱水；然后干燥，或者

[0041] (ii)将所述含水组合物脱水，然后通过以下中的一种或多种进行干燥：

[0042] (f)在流化床干燥器中干燥，(g)通过微波和/或射频干燥器干燥，(h)在热风扫磨机或干燥器例如蜂巢磨机或阿碎得磨机中干燥，和(i)通过冷冻干燥进行干燥；

[0043] 或者

[0044] (iii)根据(i)的脱水和根据(ii)的干燥的任何组合，

[0045] 或者

[0046] (iv)将所述含水组合物脱水和干燥的组合。

[0047] 在某些实施方式中，如果通过冷冻干燥进行干燥，则脱水包含(a)至(e)中的一种或多种。

[0048] 在干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素随后在液体介质中再分散时，例如，在运输到另一设施之后，再分散的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于微纤化纤
维素在干燥或至少部分干燥之前的机械和/或物理性能而不是若非根据(i)、(ii)、(iii)或
(iv)干燥的话它将会具有的机械和/或物理性能。

[0049] 因此，根据本发明的另一方面，提供一种再分散微纤化纤维素的方法，所述方法包括将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中再分散，其中所述干燥或至少部分
干燥的微纤化纤维素通过脱水和干燥包含微纤化纤维素的含水组合物来制备，由此再分散
的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于微纤化纤维素在干燥或至少部分干燥
之前的机械和/或物理性能而不是若非所述脱水和干燥的话它将会具有的机械和/或物理
性能，任选其中所述干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素包含：(i)无机颗粒材料，(ii)无
机颗粒材料的组合，和/或(iii)除无机颗粒材料以外的添加剂，其在再分散期间的存在提
高了再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能；并且任选其中脱水选自以下中的一种
或多种：

[0050] (a)通过带压机例如高压自动带压机脱水；

[0051] (b)通过离心机脱水；

[0052] (c)通过管压机脱水；

[0053] (d)通过螺旋压机脱水；和

[0054] (e)通过旋转压机脱水；

[0055] 和/或其中干燥选自以下中的一种或多种：

[0056] (f)在流化床干燥器中干燥；

[0057] (g)通过微波和/或射频干燥器干燥

[0058] (h)在热风扫磨机或干燥器例如蜂巢磨机或阿碎得磨机中干燥；和

[0059] (i)通过冷冻干燥进行干燥。

[0060] 在某些实施方式中，如果通过冷冻干燥进行干燥，则脱水包含(a)至(e)中的一种或多种。

[0061] 因此，根据另一方面，提供一种改善再分散的干燥或部分干燥的微纤化纤维素的物理和/或机械性能的方法，所述方法包括：

[0062] a.提供：微纤化纤维素的含水组合物；

[0063] b.通过以下中的一种或多种使所述含水组合物脱水：(i)通过带压机脱水，(ii)高压自动带压机，(iii)离心机，(iv)管压机，(v)螺旋压机，和(vi)旋转压机；以产生脱水的微
纤化纤维素组合物；

[0064] c.通过以下中的一种或多种来干燥所述脱水的微纤化纤维素组合物：(i)流化床干燥器，(ii)微波和/或射频干燥器，(iii)热风扫磨机或干燥器、蜂巢磨机或多转子蜂巢磨
机或，和(iv)冷冻干燥；

[0065] 以产生干燥或部分干燥的微纤化纤维素组合物；

[0066] 此时将所述干燥或部分干燥的微纤化纤维素组合物再分散到液体介质中，所述微纤化纤维素的拉伸指数和/或粘度是在干燥之前浓度相当并且纤维陡度为20‑50的微纤化
纤维素含水组合物的拉伸指数和/或粘度的至少50％。

[0067] 以下部分涉及上述任何方面。

[0068] 提及“干燥”包括“至少部分干燥”。

[0069] 在某些实施方式中，包含微纤化纤维素的含水组合物通过带压机例如高压自动带压机脱水，然后例如经由上述(f)至(i)中的一种或多种进行干燥。

[0070] 在某些实施方式中，包含微纤化纤维素的含水组合物通过离心机脱水，然后例如经由上述(f)至(i)中的一种或多种进行干燥。

[0071] 在某些实施方式中，包含微纤化纤维素的含水组合物通过管压机脱水，然后例如经由上述(f)至(i)中的一种或多种进行干燥。

[0072] 在某些实施方式中，包含微纤化纤维素的含水组合物通过螺旋压机脱水，然后例如经由上述(f)至(i)中的一种或多种进行干燥。

[0073] 在某些实施方式中，包含微纤化纤维素的含水组合物通过旋转压机脱水，然后例如经由上述(f)至(i)中的一种或多种进行干燥。

[0074] 在某些实施方式中，所述含水组合物例如经由上述(a)至(e)中的一种或多种脱水，然后在流化床干燥器中进行干燥。

[0075] 在某些实施方式中，所述含水组合物例如经由上述(a)至(e)中的一种或多种脱水，然后通过微波和/或通过射频干燥进行干燥。

[0076] 在某些实施方式中，所述含水组合物例如经由上述(a)至(e)中的一种或多种脱水，然后在热风扫磨机或干燥器例如蜂巢磨机或阿碎得磨机中进行干燥。阿碎得磨机可以
是阿碎得干燥器‑粉磨机、阿碎得蜂巢磨机、阿碎得扩展分级磨机机或阿碎得风扫筒式
(AST)干燥器(Atritor Limited，12 The Stampings，Blue Ribbon Park，Coventry，West 
Midlands，England)。这样的研磨机可用于制备微纤化纤维素的含水组合物，其随后被干燥
并然后再分散。

[0077] 在某些实施方式中，所述含水组合物例如经由上述(a)至(e)中的一种或多种脱水，然后通过冷冻干燥进行干燥。在某些实施方式中，通过上述(a)‑(e)中的一种或多种进
行脱水。

[0078] 脱水和干燥可以进行任何合适的时间段，例如，约30分钟至约12小时，或约30分钟至约8小时，或约30分钟至约4小时，或约30分钟至约2小时。所述时间段将取决于诸如下述
的因素，例如，包含微纤化纤维素的含水组合物的固体含量、包含微纤化纤维素的含水组合
物的体积量和干燥温度。

[0079] 在某些实施方式中，在约50℃至约120℃的温度下进行干燥，例如，约60℃至约100℃，或至少约70℃，或至少约75℃，或至少约80℃。

[0080] 在某些实施方式中，所述方法还包括将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中再分散，所述液体介质可以是含水或不含水液体。在某些实施方式中，液体介质是
含水液体，例如水。在某些实施方式中，水是来源于正在使用再分散的微纤化纤维素制造制
品、产品或组合物的制造厂的废水或再循环废水。例如，在纸/纸板制造厂中，水可以是或包
含来自造纸过程的再循环白水。在某些实施方式中，在所述循环白水中存在任何无机颗粒
材料和/或除无机颗粒材料之外的添加剂中的至少一部分。

[0081] 在某些实施方式中，所述方法还包括使用再分散的微纤化纤维素制造制品、产品或组合物，所述制品、产品或组合物是多种多样的并且包括但不限于纸和纸板、聚合物制
品、产品和组合物、以及其它组合物如涂料，例如涂漆。

[0082] 在某些实施方式中，干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素包含无机颗粒材料和/或添加剂，其存在提高了再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能。这样的无机颗粒材
料和添加剂在下文中描述。

[0083] 包含微纤化纤维素的含水组合物可以被脱水和干燥，以便基于包含微纤化纤维素的含水组合物在脱水和干燥之前的总重量，将水含量减少至少10重量％，例如，至少20重
量％，或至少30重量％，或至少40重量％，或至少约50重量％，或至少60重量％，或至少70重
量％，或至少80重量％，或至少80重量％，或至少90重量％，或至少约95重量％，或至少约99
重量％，或至少约99.5重量％，或至少99.9重量％。

[0084] “干燥”是指将包含微纤化纤维素的含水组合物的水含量减少至少95重量％。

[0085] “部分干燥”是指将包含微纤化纤维素的含水组合物的水含量减少小于95重量％。在某些实施方式中，“部分干燥”是指将包含微纤化纤维素的含水组合物的水含量减少至少
50重量％，例如至少75重量％，或至少90重量％。

[0086] 所述含水组合物包含微纤化纤维素。“微纤化纤维素”是指一种纤维素组合物，其中与微纤化前的纤维素的纤维相比，纤维素的微纤丝作为单根或作为较小的聚集体释放或
部分释放。微纤化纤维素可通过将纤维素微纤化获得，包括但不限于本文所述的工艺。适合
使用的典型纤维素纤维(即，微纤化前的浆粕)包含数百或数千单根纤维素微纤丝的较大聚
集体。通过将所述纤维素微纤化，赋予微纤化纤维素和包含微纤化纤维素的组合物特定的
特性和性能，包括但不限于本文所述的特性和性能。

[0087] 如本文所述，微纤化纤维素可以来源于任何合适的来源。

[0088] 除非另有说明，否则本文提及的无机颗粒材料的粒度性能是以公知的方式通过使用Sedigraph 5100机器在含水介质中以完全分散的条件沉降颗粒材料来测量的，
Sedigraph 5100机器由美国乔治亚州Norcross的Micromeritics Instruments 
Corporation供应(电话：[phone]；网址：www.micromeritics.com)，在本文中称为
“Micromeritics Sedigraph 5100装置”。这样的机器提供了所具有的尺寸(在本领域中称
为‘当量球径’(e.s.d))小于给定e.s.d值的粒子的累积重量百分比的测量和图。平均粒度
d50是以这种方式确定的粒子e.s.d的值，其中有50重量％的粒子的当量球径小于该d50值。

[0089] 或者，在所说明的情况下，本文中提及的无机颗粒材料的粒度性能是使用由Malvern Instruments Ltd供应的Malvern Mastersizer S机器，通过激光散射领域中使用
的公知的常规方法(或通过得到本质上相同结果的其他方法)测量的。在激光散射技术中，
基于Mie理论的应用，可以利用激光束的衍射来测量粉末、悬浮液和乳液中的粒子尺寸。这
样的机器提供了所具有的尺寸(在本领域中称为‘当量球径’(e.s.d))小于给定e.s.d值的
粒子的累积体积百分比的测量和图。平均粒度d50是以这种方式确定的粒子e.s.d的值，其中
有50体积％的粒子的当量球径小于该d50值。

[0090] 除非另有说明，否则微纤化纤维素材料的粒度性能是使用由Malvern Instruments Ltd供应的Malvern Mastersizer S机器，通过激光散射领域中使用的公知的
常规方法(或通过得到本质上相同结果的其他方法)测量的。

[0091] 在某些实施方式中，通过激光散射测量，微纤化纤维素的d50范围为约5μm至约500μm。在某些实施方式中，微纤化纤维素的d50为等于或小于约400μm，例如等于或小于约300μm，
或者等于或小于约200μm，或者等于或小于约150μm，或者等于或小于约125μm，或者等于或
小于约100μm，或者等于或小于约90μm，或者等于或小于约80μm，或者等于或小于约70μm，或
者等于或小于约60μm，或者等于或小于约50μm，或者等于或小于约40μm，或者等于或小于约
30μm，或者等于或小于约20μm，或者等于或小于约10μm。

[0092] 在某些实施方式中，微纤化纤维素的模态纤维粒度范围为约0.1‑500μm。在某些实施方式中，微纤化纤维素的模态纤维粒度为至少约0.5μm，例如至少约10μm，或至少约50μm，
或至少约100μm，或至少约150μm，或至少约200μm，或至少约300μm，或至少约400μm。

[0093] 另外地或替代地，通过Malvern测量，微纤化纤维素可具有等于或大于约10的纤维陡度。纤维陡度(即纤维粒度分布的陡度)由下式确定：

[0094] 陡度＝100x(d30/d70)

[0095] 微纤化纤维素的纤维陡度可等于或小于约100。微纤化纤维素可以具有等于或小于约75、或者等于或小于约50、或者等于或小于约40、或者等于或小于约30的纤维陡度。微
纤化纤维素可具有从约20至约50、或从约25至约40、或从约25至约35、或从约30至约40的纤
维陡度。

[0096] 微纤化纤维素可以，例如，在脱水和/或干燥之前进行处理。例如，可将一种或多种如下所述的添加剂(例如如下所述的盐、糖、二醇、脲、二醇、羧甲基纤维素、瓜尔胶或其组
合)添加到微纤化纤维素中。例如，可以将一种或多种低聚物(例如，与或不与上述添加剂一
起)添加到微纤化纤维素中。例如，可以将一种或多种无机颗粒材料添加到微纤化纤维素中
以改善分散性(例如滑石或具有疏水表面处理、例如硬脂酸表面处理的矿物质(例如硬脂酸
处理的碳酸钙))。添加剂可以，例如，悬浮在低介电溶剂中。在脱水和/或干燥之前，微纤化
纤维素可以，例如，在乳液、例如油/水乳液中。在脱水和/或干燥之前，微纤化纤维素可以，
例如，在母料组合物、例如聚合物母料组合物和/或高固体母料组合物中。在脱水和/或干燥
之前，微纤化纤维素可以，例如，是高固体母料组合物(例如固体含量等于或大于约60wt％
或者等于或大于约70wt％或者等于或大于约80wt％或者等于或大于约90wt％或者等于或
大于约95wt％或者等于或大于约98wt％或者等于或大于约99wt％)。在脱水和干燥之后但
在再分散之前或期间，一种或多种所述处理的任何组合可以另外或替代地可应用于微纤化
纤维素。

[0097] 再分散的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于微纤化纤维素在干燥或至少部分干燥之前的机械和/或物理性能而不是若非根据上述(i)、(ii)、(iii)或(iv)进
行干燥的话它将会具有的机械和/或物理性能

[0098] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于微纤化纤维素在干燥或至少部分干燥之前的机械和/或物理性能而不是若非根据(i)、(ii)
或(iii)进行干燥的话它将会具有的机械和/或物理性能。

[0099] 机械性能可以是与微纤化纤维素相关的任何可确定的机械性能。例如，机械性能可以是强度性能，例如拉伸指数。拉伸指数可以使用拉伸试验机测量。可以使用任何合适的
方法和设备，只要它可控以便比较干燥前和再分散后微纤化纤维素的拉伸指数即可。例如，
比较应在相等浓度的微纤化纤维素和可以存在的任何其他添加剂或无机颗粒材料下进行。
拉伸指数可以用任何合适的单位表示，例如，N.m/g或kN.m/kg。

[0100] 物理性能可以是与微纤化纤维素相关的任何可确定的物理性能。例如，物理性能可以是粘度。粘度可以使用粘度计测量。可以使用任何合适的方法和设备，只要它可控以便
比较干燥前和再分散后微纤化纤维素的粘度即可。例如，比较应在相等浓度的微纤化纤维
素和可以存在的任何其他添加剂或无机颗粒材料下进行。在某些实施方式中，粘度是布氏
(Brookfield)粘度，单位为mPa.s。

[0101] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素的拉伸指数和/或粘度是干燥前微纤化纤维素含水组合物的拉伸指数和/或粘度的至少约25％，例如干燥前微纤化纤维素的拉
伸指数和/或粘度的至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少45％，或至少约
50％，或至少约55％，或至少约60％，或至少约65％，或至少约70％，或至少约75％，或至少
约80％。

[0102] 例如，如果干燥前微纤化纤维素的拉伸指数为8N.m/g，则该值的至少50％的拉伸指数将是4N.m/g。

[0103] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素的拉伸指数是干燥前微纤化纤维素含水组合物的拉伸指数的至少约25％，例如干燥前微纤化纤维素的拉伸指数的至少约30％，
或至少约35％，或至少约40％，或至少45％，或至少约50％，或至少约55％，或至少约60％，
或至少约65％，或至少约70％，或至少约75％，或至少约80％。

[0104] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素的粘度是干燥前微纤化纤维素含水组合物的粘度的至少约25％，例如干燥前微纤化纤维素的粘度的至少约30％，或至少约35％，
或至少约40％，或至少45％，或至少约50％，或至少约55％，或至少约60％，或至少约65％，
或至少约70％，或至少约75％，或至少约80％。

[0105] 在某些实施方式中，在脱水和干燥期间存在无机颗粒材料和/或除无机颗粒材料之外的添加剂。无机颗粒材料和/或添加剂可在脱水和干燥之前的任何阶段添加。例如，无
机颗粒材料和/或添加剂可以在制造包含微纤化纤维素的含水组合物期间、在制备包含微
纤化纤维素的含水组合物之后、或这两个时间添加。在某些实施方式中，无机颗粒材料在制
造微纤化纤维素期间掺入(例如，通过如本文所述的共加工，例如共研磨)，而除无机颗粒材
料之外的添加剂在制造包含微纤化纤维素的含水组合物之后添加。在某些实施方式中，附
加的无机颗粒材料(其可以与在制造微纤化纤维素期间添加的无机颗粒相同或不同)可以
在制造微纤化纤维素之后添加，例如，与添加除无机颗粒材料之外的添加剂同时添加。在某
些实施方式中，所述含水组合物的微纤化纤维素的纤维陡度为20至50。无机颗粒材料、添加
剂及其量的细节在下文描述。

[0106] 在另一方面，微纤化纤维素再分散的方法包括将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中和在除无机颗粒材料之外的添加剂存在下再分散，所述添加剂提高再分
散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能。待干燥或至少部分干燥之前的微纤化纤维素具
有20至50的纤维陡度。

[0107] 在又一方面，微纤化纤维素再分散的方法包括将干燥或至少部分干燥的微纤化纤维素在液体介质中和在除无机颗粒材料的组合的存在下再分散，其中所述无机颗粒材料的
组合提高再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能。在某些实施方式中，无机颗粒材料
的组合包括碳酸钙和板状矿物，例如板状高岭土或滑石。

[0108] 在某些实施方式中，添加剂，当存在时，是盐、糖、二醇、脲、二醇、羧甲基纤维素、瓜尔胶或其组合。

[0109] 在某些实施方式中，添加剂，当存在时，是盐、糖、二醇、脲、二醇、瓜尔胶或其组合。

[0110] 在某些实施方式中，糖选自单糖(例如葡萄糖，果糖，半乳糖)、二糖(例如乳糖，麦芽糖，蔗糖)、寡糖(一种或多种单糖的50个或更少单元的链)、多糖及其组合。

[0111] 在某些实施方式中，盐是碱金属或碱土金属氯化物，例如氯化钠、氯化钾、氯化镁和/或氯化钙。在某些实施方式中，盐包含氯化钠或者是氯化钠。

[0112] 在某些实施方式中，二醇是亚烷基二醇，例如，选自乙二醇、丙二醇和丁二醇及其组合。在某些实施方式中，二醇包含乙二醇或者是乙二醇。

[0113] 在某些实施方式中，添加剂包含脲或者是脲。

[0114] 在某些实施方式中，添加剂包含瓜尔胶或者是瓜尔胶。

[0115] 在某些实施方式中，添加剂包含羧甲基纤维素或者是羧甲基纤维素。在某些实施方式中，添加剂不是羧甲基纤维素。

[0116] 在某些实施方式中，微纤化纤维素在干燥或至少部分干燥之前未乙酰化。在某些实施方式中，微纤化纤维素在干燥或至少部分干燥之前未经受乙酰化。

[0117] 无机颗粒材料可以在以下一个或多个阶段添加：(i)在制造包含微纤化纤维素的含水组合物之前或期间；(ii)在制造包含微纤化纤维素的含水组合物之后；(iii)在微纤化
纤维素的含水组合物脱水期间；(iv)在微纤化纤维素的含水组合物干燥期间；和(v)在干燥
或至少部分干燥的微纤化纤维素再分散之前或期间。

[0118] 再分散的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于微纤化纤维素在干燥和再分散之前的机械和/或物理性能而不是若非无机颗粒和/或添加剂存在的话它将会具
有的机械和/或物理性能。换句话说，无机颗粒材料和/或除无机颗粒材料之外的添加剂的
存在提高了再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能。

[0119] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素具有的机械和/或物理性能更接近于微纤化纤维素在干燥或至少部分干燥之前的机械和/或物理性能而不是若非无机颗粒材料
和/或添加剂存在的话它将会具有的机械和/或物理性能。

[0120] 如上所述，机械性能可以是与微纤化纤维素相关的任何可确定的机械性能。例如，机械性能可以是强度性能，例如拉伸指数。拉伸指数可以使用拉伸试验机测量。可以使用任
何合适的方法和设备，只要它可控以便比较干燥前和再分散后微纤化纤维素的拉伸指数即
可。例如，比较应在相等浓度的微纤化纤维素和可以存在的任何其他添加剂或无机颗粒材
料下进行。拉伸指数可以用任何合适的单位表示，例如，N.m/g或kN.m/kg。

[0121] 物理性能可以是与微纤化纤维素相关的任何可确定的物理性能。例如，物理性能可以是粘度。粘度可以使用粘度计测量。可以使用任何合适的方法和设备，只要它可控以便
比较干燥前和再分散后微纤化纤维素的粘度即可。例如，比较应在相等浓度的微纤化纤维
素和可以存在的任何其他添加剂或无机颗粒材料下进行。在某些实施方式中，粘度是布氏
粘度，单位为mPa.s。

[0122] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素的拉伸指数和/或粘度是干燥前微纤化纤维素含水组合物的拉伸指数和/或粘度的至少约25％，例如，干燥前微纤化纤维素的拉
伸指数和/或粘度的至少约30％，或至少约35％，或至少约40％，或至少45％，或至少约
50％，或至少约55％，或至少约60％，或至少约65％，或至少约70％，或至少约75％，或至少
约80％。

[0123] 例如，如果干燥前微纤化纤维素的拉伸指数为8N.m/g，则该值的至少50％的拉伸指数将是4N.m/g。

[0124] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素的拉伸指数是干燥前微纤化纤维素含水组合物的拉伸指数的至少约25％，例如干燥前微纤化纤维素的拉伸指数的至少约30％，
或至少约35％，或至少约40％，或至少45％，或至少约50％，或至少约55％，或至少约60％，
或至少约65％，或至少约70％，或至少约75％，或至少约80％。

[0125] 在某些实施方式中，再分散的微纤化纤维素的粘度是干燥前微纤化纤维素含水组合物的粘度的至少约25％，例如干燥前微纤化纤维素的粘度的至少约30％，或至少约35％，
或至少约40％，或至少45％，或至少约50％，或至少约55％，或至少约60％，或至少约65％，
或至少约70％，或至少约75％，或至少约80％。

[0126] 无机颗粒材料和/或添加剂，当存在时，以足够的量存在，以便提高微纤化纤维素的再分散性，即，提高再分散的微纤化纤维素的机械和/或物理性能。

[0127] 基于包含微纤化纤维素(当存在时包含无机颗粒)的含水组合物在干燥之前的总重量，添加剂的添加量可以为约0.1wt％至约200wt％，约0.1wt％至约100wt％，约0.1wt％
至约wt.80％，约0.1wt％至约wt.60％，约0.1wt％至约40wt％，约0.1wt％至约20wt％，或约
0.25wt％至约15wt％，或约0.5wt％至约10wt％，或约0.5wt％至约7.5wt％，或约0.5wt％至
约5wt％，或约0.5wt％至约4wt.％，或约9.5wt％至约4wt％，或约1wt％至约3wt％。

[0128] 包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的含水组合物在干燥之前可具有至多约50wt％的固体含量，例如，至多约40wt％，或至多约30wt％，或至多约20wt％，或至多约
15wt％，或至多约10wt％，或至多约5wt％，或至多约4wt％，或至多约3wt％，或至多约
2wt.％，或至多约2wt％。

[0129] 基于含水组合物微纤化纤维素在干燥之前的固体含量，无机颗粒可以占总固体含量的至多约99％，例如，总固体含量的至多约90％、或至多约80wt.％、或至多约70wt％、或
至多约60wt％、或至多约50wt％、或至多约40％、或至多约30％、或至多约20％、或至多约
10％、或至多约5％。

[0130] 在某些实施方式中，含水组合物中无机颗粒与微纤化纤维素的重量比为约10:1至约1:2，例如，约8:1至约1:1，或约6:1至约3:2，或约5:1至约2:1，或约5:1至约3:1，或约4:1
至约3:1，或约4:1。

[0131] 在某些实施方式中，微纤化纤维素的含水组合物在干燥或至少部分干燥之前具有至多约20wt％的固体含量，任选其中至多约80％的固体是无机颗粒材料。

[0132] 在某些实施方式中，所述含水组合物在干燥之前基本上不含无机颗粒材料。

[0133] 无机颗粒材料可以是，例如，碱土金属碳酸盐或硫酸盐，诸如碳酸钙，碳酸镁，白云石，石膏，水合高岭石类粘土如高岭土、埃洛石或球粘土，无水(煅烧)高岭石类粘土如偏高
岭土或完全煅烧高岭土，滑石，云母，碳酸钙镁石，水菱镁矿，毛玻璃，珍珠岩或硅藻土，或硅
灰石，或二氧化钛，或氢氧化镁，或三水合铝，石灰，石墨，或其组合。

[0134] 在某些实施方式中，无机颗粒材料包含或者是碳酸钙、碳酸镁、白云石、石膏、无水高岭石类粘土、珍珠岩、硅藻土、硅灰石、氢氧化镁、或三水合铝、二氧化钛、或其组合。

[0135] 在某些实施方式中，无机颗粒材料可以是表面处理的无机颗粒材料。例如，无机颗粒材料可以用疏水剂如脂肪酸或其盐处理。例如，无机颗粒材料可以是硬脂酸处理的碳酸
钙。

[0136] 用于本发明的示例性无机颗粒材料是碳酸钙。在下文中，本发明可倾向于根据碳酸钙、并且就加工和/或处理碳酸钙的方面进行论述。本发明不应被解释为限于这样的实施
方式。

[0137] 用于本发明的颗粒碳酸钙可以从天然来源通过研磨获得。研磨碳酸钙(GCC)通常通过压碎并然后研磨矿物源例如白垩、大理石或石灰石而获得，然后可以对其进行粒度分
级步骤，以便获得具有期望细度的产物。其他技术例如漂白、浮选和磁力分离也可用于获得
具有期望细度和/或颜色的产物。颗粒固体材料可以自体研磨，即通过固体材料本身的粒子
之间的摩擦，或者，在包含与待研磨的碳酸钙不同材料的粒子的颗粒研磨介质存在下被研
磨。这些工艺可以在存在或不存在分散剂和杀生物剂的情况下进行，所述分散剂和杀生物
剂可以在所述工艺的任何阶段添加。

[0138] 沉淀碳酸钙(PCC)可以用作本发明中的颗粒碳酸钙源，并且可以通过本领域可用的任何已知方法生产。TAPPI专题丛书第30本，“纸张涂层颜料(Paper Coating 
Pigments)”，第34‑35页描述了制备沉淀碳酸钙的三种主要商业化工艺，所述工艺适用于制
备用于造纸工业的产品，但也可用于实践本发明。在所有三种工艺中，首先煅烧碳酸钙进料
例如石灰石以产生生石灰，然后将生石灰在水中熟化以获取氢氧化钙或石灰乳。在第一种
工艺中，将石灰乳直接用二氧化碳气碳酸化。这种工艺的优点在于不形成副产物，并且相对
容易控制碳酸钙产物的性能和纯度。在第二种工艺中，石灰乳与苏打灰接触，通过复分解产
生碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液。如果在商业上使用该工艺，则氢氧化钠可以基本上完全与
碳酸钙分离。在第三种主要商业工艺中，首先使石灰乳与氯化铵接触，产生氯化钙溶液和氨
气。然后使氯化钙溶液与苏打灰接触，通过复分解来产生沉淀碳酸钙和氯化钠溶液。取决于
所使用的具体反应过程，可以产生各种不同形状和尺寸的晶体。PCC晶体的三种主要形式是
霰石、斜方六面体和偏三角面体(例如方解石)，它们都适合用于本发明，包括其混合物。

[0139] 在某些实施方式中，PCC可以在生产微纤化纤维素的过程期间形成。

[0140] 湿法研磨碳酸钙包括形成碳酸钙的水悬浮液，然后可将其研磨，任选在合适的分散剂存在下。关于湿法研磨碳酸钙的更多信息，可以参考例如EP‑A‑614948(其内容通过引
用以其整体并入)。

[0141] 当从天然存在的来源获得本发明的无机颗粒材料时，可能一些矿物杂质会污染磨碎的材料。例如，天然存在的碳酸钙可以与其他矿物质结合存在。因此，在一些实施方式中，
无机颗粒材料包含一定量的杂质。然而，一般而言，用于本发明的无机颗粒材料将含有少于
约5重量％、或少于约1重量％的其它矿物杂质。

[0142] 无机颗粒材料可具有至少约10重量％粒子的e.s.d小于2μm的粒度分布，例如，至少约20重量％、或至少约30重量％、或至少约40重量％、或至少约50重量％、或至少约60重
量％、或至少约70重量％、或至少约80重量％、或至少约90重量％、或至少约95重量％、或约
100％的粒子具有小于2μm的e.s.d。

[0143] 在另一个实施方式中，如使用Malvern Mastersizer S机器所测量的，无机颗粒材料具有至少约10体积％粒子的e.s.d小于2μm的粒度分布，例如，至少约20体积％、或至少约
30体积％、或至少约40体积％、或至少约50体积％、或至少约60体积％、或至少约70体积％、
或至少约80体积％、或至少约90体积％、或至少约95体积％、或约100体积％的粒子具有小
于2μm的e.s.d。

[0144] 下面提供了使用Malvern Mastersizer S机器表征无机粒子材料和微纤化纤维素的混合物的粒度分布所使用的程序的详情。

[0145] 在某些实施方式中，无机颗粒材料是高岭土或包含高岭粘土。在下文中，本说明书的该部分可能倾向于根据高岭土并且就加工和/或处理高岭土的方面进行论述。本发明不
应被解释为限于这样的实施方式。因此，在一些实施方式中，高岭土以未加工的形式使用。

[0146] 用于本发明的高岭粘土可以是源自于天然来源、即原始天然高岭粘土矿物的加工材料。加工的高岭粘土通常可含有至少约50重量％的高岭石。例如，大部分商业加工的高岭
粘土含有大于约75重量％的高岭石，并且可含有大于约90重量％、在一些情况下大于约95
重量％的高岭石。

[0147] 用于本发明的高岭粘土可以通过本领域技术人员公知的一种或多种其它工艺，例如通过已知的精炼或选矿步骤，从原始天然高岭粘土矿物制备。

[0148] 例如，粘土矿物可以用还原性漂白剂如连二亚硫酸钠漂白。如果使用连二亚硫酸钠，在连二亚硫酸钠漂白步骤之后可任选将漂白的粘土矿物脱水，并任选洗涤和再次任选
脱水。

[0149] 可以处理粘土矿物以除去杂质，例如通过本领公知的絮凝、浮选或磁性分离技术。或者，在本发明第一方面中使用的粘土矿物可以是未处理的，以固体的形式或作为水悬浮
液。

[0150] 用于制备颗粒高岭土的工艺也可包括一个或多个粉碎步骤，例如研磨或碾磨。轻度粉碎粗高岭土用于使其产生适当分层。粉碎可以通过使用塑料(例如尼龙)、砂或陶瓷研
磨或碾磨助剂的珠粒或细粒进行。粗高岭土可以使用公知的程序精制以除去杂质并改善物
理性能。高岭粘土可以通过已知的粒度分级程序、例如筛分和离心(或两者)处理，以获得具
有期望的d50值或粒度分布的粒子。

[0151] 在某些实施方式中，无机颗粒材料是或包含板状矿物，例如高岭土和/或滑石，任选与另一种无机颗粒材料例如碳酸钙组合。

[0152] “板状”高岭土是指高岭土，具有高形状因数的高岭土产品。板状高岭土的形状因数为约20至小于约60。超板状高岭土的形状因数为约60至100或甚至大于100。如本文所用
的“形状因数”，是对大小与形状不一的粒子群体的粒径与粒子厚度之比的量度，其使用美
国专利No.5,576,617中描述的电导率方法、仪器和方程测量，所述美国专利通过引用并入
本文。由于在该‘617专利中进一步描述了用于确形状因数的技术，待测的定向粒子的水悬
浮液组合物的电导率在所述组合物流过容器时测量。电导率的测量沿着容器的一个方向并
沿着所述容器横向于第一方向的另一个方向进行。使用两个电导率测量值之间的差异，确
定待测颗粒材料的形状因数。

[0153] 在某些实施方式中，无机颗粒材料是滑石或包含滑石，任选与另一种无机颗粒材料例如碳酸钙组合。

[0154] 在某些实施方式中，无机颗粒材料是碳酸钙，其可以被表面处理，并且所述含水组合物还包含一种或多种本文所述的除无机颗粒材料之外的添加剂。

[0155] 在某些实施方式中，无机颗粒材料是高岭土，例如，板状或超级板状高岭土，其可以被表面处理，并且所述含水组合物还包含一种或多种本文所述的除无机颗粒材料之外的
添加剂。

[0156] 在某些实施方式中，无机颗粒材料是滑石，其可以被表面处理，并且所述含水组合物还包含一种或多种本文所述的除无机颗粒材料之外的添加剂。

[0157] 在某些实施方式中，包含微纤化纤维素的含水组合物不含无机颗粒材料，并且所述含水组合物还包含一种或多种如本文所述的除无机颗粒材料以外的添加剂。

[0158] 本文所述的各种方法提供用于制造具有有利性能的再分散的微纤化纤维素。

[0159] 因此，在另一方面，提供一种包含再分散的微纤化纤维素的组合物，所述再分散的微纤化纤维素分散在液体介质中并可通过根据本文所述的任何一个方法方面的方法获得，
并且在相当的浓度下，拉伸指数和/或粘度是干燥之前的微纤化纤维素含水组合物的拉伸
指数和/或粘度的至少50％，其中(i)所述微纤化纤维素含水组合物的纤维陡度为20‑50，
和/或(ii)所述微纤化纤维素含水组合物包含无机颗粒材料，并任选还包含除无机颗粒材
料以外的添加剂。

[0160] 再分散的微纤化纤维素可以用于制品、产品或组合物中，例如纸、纸板、聚合物制品、涂漆等。

[0161] 微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的制造方法

[0162] 在某些实施方式中，微纤化纤维素可以在存在或不存在无机颗粒材料的情况下制备。

[0163] 微纤化纤维素源自于包含纤维素的纤维性基材。包含纤维素的纤维性基材可以源自于任何合适的来源，例如木、草(例如甘蔗，竹子)或碎布(例如纺织废料、棉花、大麻或亚
麻)。包含纤维素的纤维性基材可以是浆粕的形式(即，纤维素纤维在水中的悬浮液)，其可
以通过任何合适的化学或机械处理或其组合制备。例如，浆粕可以是化学浆粕、或化学热机
械浆粕、或机械浆粕、或再循环浆粕、或造纸厂碎纸、或造纸厂废物流、或来自造纸厂的废
物、或溶解浆粕，洋麻浆粕、市售浆粕、部分羧甲基化浆粕、蕉麻浆粕、铁杉浆粕、桦木浆粕、
草浆粕、竹浆粕、棕榈浆粕、花生壳或其组合。纤维素浆粕可以打浆(例如在Valley打浆机
中)和/或以其它方式精制(例如，在锥形或板式精制机中加工)到任何预定的游离度，在本
3
领域中报告为以cm计的加拿大标准游离度(CSF)。CSF是指通过浆粕悬浮液滤水的速率测
3
量的浆粕游离度或滤水速率的值。例如，纤维素浆粕在微纤化之前可具有约10cm或更高的
3 3
加拿大标准游离度。纤维素浆粕的CSF可以为约700cm 或更低，例如，等于或小于约650cm 、
3 3 3
或者等于或小于约600cm 、或者等于或小于约550cm、或者等于或小于约500cm 、或者等于
3 3 3
或小于约450cm 、或者等于或小于约400cm 、或者等于或小于约350cm、或者等于或小于约
3 3 3 3
300cm、或者等于或小于约250cm 、或者等于或小于约200cm、或者等于或小于约150cm 、或
3 3
者等于或小于约100cm 、或者等于或小于约50cm。然后可以通过本领域公知的方法使纤维
素浆粕脱水，例如，浆粕可以通过筛网过滤以获得包含至少约10％固体例如至少约15％固
体、或至少约20％固体、或至少约30％固体、或至少约40％固体的湿片。浆粕可以按未精制
的状态使用，也就是说，不经过打浆或脱水，或以其他方式精制。

[0164] 在某些实施方式中，浆粕可以在无机颗粒材料例如碳酸钙的存在下打浆。

[0165] 为了制备微纤化纤维素，可以将包含纤维素的纤维性基材以干燥状态添加到研磨容器或均化器中。例如，可以将干燥的碎纸直接添加到研磨容器中。研磨容器中的含水环境
则将促进浆粕的形成。

[0166] 微纤化步骤可以在任何合适的设备中进行，包括但不限于精制机。在一个实施方式中，微纤化步骤在湿法研磨条件下在研磨容器中进行。在另一个实施方式中，微纤化步骤
在均化器中进行。下面更详细地描述这些实施方式的每一个。

[0167] ·湿式研磨

[0168] 研磨以常规方式适当地进行。研磨可以是在颗粒研磨介质存在下的磨碎过程，或者可以是自体研磨过程，即不存在研磨介质下的研磨过程。研磨介质是指除无机颗粒材料
之外的介质，其在某些实施方式中可以与包含纤维素的纤维性基材一起共研磨。

[0169] 颗粒研磨介质，当存在时，可以是天然或合成的材料。研磨介质可以，例如，包含任何硬矿物、陶瓷或金属材料的球、珠或团粒。这样的材料可包括，例如，氧化铝、氧化锆、硅酸
锆、硅酸铝或通过在约1300℃至约1800℃范围内的温度下煅烧高岭石粘土而产生的富含莫
来石的材料。例如，在一些实施方案中，使用 研磨介质。或者，可以使用粒度合
适的天然砂粒。

[0170] 在其他实施方式中，可以使用硬木研磨介质(例如木屑)。

[0171] 通常，要被选择用于本发明的研磨介质的类型和粒度可取决于性能，例如待研磨的材料的进料悬浮液的粒度和化学组成。。在一些实施方式中，颗粒状研磨介质包含平均直
径在约0.1mm至约6.0mm范围内、例如在约0.2mm至约4.0mm范围内的粒子。研磨介质(或介
质)的存在量可以为装料的至多约70体积％。研磨介质的存在量可以为装料的至少约10体
积％，例如，装料的至少约20体积％、或装料的至少约30体积％、或装料的至少约40体积％、
或装料的至少约50体积％、或装料的至少约60体积％。

[0172] 研磨可以在一个或多个阶段中进行。例如，可以将粗无机颗粒材料在研磨容器中研磨至预定的粒度分布，之后添加包含纤维素的纤维性材料并继续研磨直至获得期望的微
纤化水平。

[0173] 无机颗粒材料可以在不存在或存在研磨介质的情况下进行湿式或干式研磨。在湿式研磨阶段的情况下，粗无机颗粒材料在研磨介质存在下在水悬浮液中研磨。

[0174] 在一个实施方式中，无机颗粒材料的平均粒度(d50)在共研磨过程中降低。例如，无机颗粒材料的d50可以降低至少约10％(通过Malvern Mastersizer S机器测量)，例如，无机
颗粒材料的d50可以降低至少约20％，或降低至少约30％，或降低至少约50％，或降低至少约
50％，或降低至少约60％，或降低至少约70％，或降低至少约80％，或降低至少约90％。例
如，在共研磨之前d50为2.5μm并且在共研磨之后d50为1.5μm的无机颗粒材料将经历40％的
粒度降低。在某些实施方式中，在共研磨过程中无机颗粒材料的平均粒度未显著降低。“未
显著降低”是指无机颗粒材料的d50降低小于约10％，例如，无机颗粒材料的d50降低小于约
5％。

[0175] 包含纤维素的纤维性基材可以被微纤维化，任选在无机颗粒材料的存在下，以获得通过激光散射测量的d50范围为约5μm至约500μm的微纤化纤维素。包含纤维素的纤维性基
材可以被微纤维化，任选在无机颗粒材料的存在下，以获得d50等于或小于约400μm例如等于
或小于约300μm、或等于或小于约200μm、或等于或小于约150μm、或等于或小于约125μm、或
等于或小于约100μm、或等于或小于约90μm、或等于或小于约80μm、或等于或小于约70μm、或
等于或小于约60μm、或等于或小于约50μm、或等于或小于约40μm、或等于或小于约30μm、或
等于或小于约20μm、或等于或小于约10μm的微纤化纤维素。

[0176] 包含纤维素的纤维性基材可以被微纤维化，任选在无机颗粒材料的存在下，以获得模态纤维粒度范围为约0.1‑500μm并且模态无机颗粒材料粒度范围为0.25‑20μm的微纤
化纤维素。包含纤维素的纤维性基材可以被微纤维化，任选在无机颗粒材料的存在下，以获
得模态纤维粒度至少约0.5μm例如至少约10μm、或至少约50μm、或至少约100μm、或至少约
150μm、或至少约200μm、或至少约300μm、或至少约400μm的微纤化纤维素。

[0177] 包含纤维素的纤维性基材可以被微纤维化，任选在无机颗粒材料的存在下，以获得具有如上所述的纤维陡度的微纤化纤维素。

[0178] 研磨可以在研磨容器中进行，所述研磨容器例如滚磨机(例如棒式、球式和自体式)中进行，搅拌磨机(例如SAM或IsaMill)、塔式磨机、搅拌介质研磨机(stirred media 
detritor)(SMD)或包含旋转平行研磨板并在所述研磨板之间进给待研磨的进料的研磨容
器。

[0179] 在一个实施方式中，研磨容器是塔式磨机。塔式磨机可包括在一个或多个研磨带上方的静止带。静止带是朝向塔式磨机内部的顶部定位的区域，其中发生的研磨最少或无，
并包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料。静止带是其中研磨介质粒子下沉进入塔式磨
机的一个或多个研磨带中的区域。

[0180] 塔式磨机可包括在一个或多个研磨带上方的分级器。在一个实施方式中，分级器安装在顶部并且位于静止带附近。分级器可以是水力旋流器。

[0181] 塔式磨机可包括在一个或多个研磨带上方的筛网。在一个实施方式中，筛网位于静止带和/或分级器附近。筛网的尺寸可以设定为将研磨介质与包含微纤化纤维素和任选
的无机颗粒材料的产物水悬浮液分离并提高研磨介质沉降。

[0182] 在一个实施方式中，研磨在塞流条件下进行。在塞流条件下，穿过塔的流动使得穿过塔的研磨材料有限混合。这意味着在沿塔式磨机长度的不同点处，含水环境的粘度将随
着微纤化纤维素的细度增加而变化。因此，实际上，塔式磨机中的研磨区域可以被认为包含
一个或多个具有特征粘度的研磨带。本领域技术人员将理解，相邻研磨带之间关于粘度没
有明显的边界。

[0183] 在一个实施方式中，在靠近一个或多个研磨带上方的静止带或分级器或筛网的磨机顶部添加水，以降低在磨机中那些带处包含微纤化纤维素和任选无机颗粒材料的水悬浮
液的粘度。通过在磨机中的该点处稀释产物微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料，已经发
现改善了防止研磨介质被带到静止带和/或分级器和/或筛网。此外，穿过塔的有限混合允
许处理在塔下方较高的固体和在顶部的稀释物，而有限的稀释水回流沿塔向下回到一个或
多个研磨带。可以添加任何合适的水量，其有效稀释包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒
材料的产物水悬浮液的粘度。水可以在研磨过程中连续地、或者以规则的间隔或不规则的
间隔添加。

[0184] 在另一个实施方式中，水可以经由沿着塔式磨机的长度布置的一个或多个注水点添加到一个或多个研磨带，或者每个注水点位于所述一个或多个研磨带的对应位置。有利
地，沿塔的各个点添加水的能力允许在沿着磨机的任何或所有位置进一步调节研磨条件。

[0185] 塔式磨机可包括垂直叶轮轴，其在其整个长度上配备有一系列叶轮转子盘。叶轮转子盘的作用在整个磨机中建立了一系列离散的研磨带。

[0186] 在另一个实施方式中，研磨在带筛网的研磨机中进行，例如搅拌介质研磨机。带筛网的研磨机可包含一个或多个具有至少约250μm的标称孔径尺寸的筛网，例如，所述一个或
多个筛网可具有至少约300μm、或至少约350μm、或至少约400μm、或至少约450μm、或至少约
500μm、或至少约550μm、或至少约600μm、或至少约650μm、或至少约700μm、或至少约750μm、
或至少约800μm、或至少约850μm、或至少约900μm、或至少约1000μm的标称孔径尺寸。

[0187] 上面刚才提到的筛网尺寸适用于上述塔式磨机实施方式。

[0188] 如上所述，研磨可以在研磨介质存在下进行。在一个实施方式中，研磨介质是粗介质，包含的粒子平均直径在约1mm至约6mm范围内，例如约2mm、或约3mm、或约4mm、或约5mm。

[0189] 在另一个实施方式中，研磨介质的比重为至少约2.5，例如至少约3、或至少约3.5、或至少约4.0、或至少约4.5、或至少约5.0、或至少约5.5、或至少约6.0。

[0190] 在另一个实施方式中，研磨介质包含平均直径在约1mm至约6mm范围内并且比重为至少约2.5的粒子。

[0191] 在另一个实施方式中，研磨介质包含平均直径为约3mm并且比重为约2.7的粒子。

[0192] 如上所述，研磨介质(或介质)的存在量可以为装料的至多约70体积％。研磨介质的存在量可以为装料的至少约10体积％，例如，装料的至少约20体积％、或装料的至少约30
体积％、或装料的至少约40体积％、或装料的至少约50体积％、或装料的至少约60体积％。

[0193] 在一个实施方式中，研磨介质的存在量为装料的约50体积％。

[0194] ‘装料’是指作为进给到研磨容器的进料的组合物。装料包括水、研磨介质、包含纤维素和任选的无机颗粒材料的纤维基材、以及如本文所述的任何其他任选的添加剂。

[0195] 使用相对粗大和/或致密的介质具有改善(即，加快)沉积速率和减少介质被带过静止带和/或分级器和/或筛网的优点。

[0196] 使用相对粗大的研磨介质的另一个优点是在研磨过程期间可以不显著降低无机颗粒材料的平均粒度(d50)，使得赋予研磨系统的能量主要消耗在包含纤维素的纤维基质的
微纤化中。

[0197] 使用相对粗大的筛网的另一个优点是可以在微纤化步骤中使用相对粗大或致密的研磨介质。此外，使用相对粗大的筛网(即，标称孔径至少约250μm)允许研磨机加工和去
除相对高固体的产物，这允许相对高固体的进料(包含含纤维素的纤维性基材和无机颗粒
材料)以经济可行的方法被加工。如下所述，已经发现，就能量充分性而言，具有高初始固体
含量的进料是理想的。此外，还发现以较低固体产生的(在给定能量下)产物具有较粗大的
粒度分布。

[0198] 研磨可以在研磨容器的级联中进行，其中一个或多个研磨容器可以包含一个或多个研磨带。例如，包含纤维素和无机颗粒材料的纤维性基材可以在两个或更多个研磨容器
的级联中研磨，例如，三个或更多个研磨容器的级联，或者四个或更多个研磨容器的级联，
或者五个或更多个研磨容器的级联，或者六个或更多个研磨容器的级联，或者七个或更多
个研磨容器的级联，或者八个或更多个研磨容器的级联，或者九个或更多个研磨容器的级
联，或包含多达十个研磨容器的级联。研磨容器的级联可以串联或并联或者串联和并联的
组合可操作地连接。可以对级联中的一个或多个研磨容器的输出和/或输入进行一个或多
个过筛步骤和/或一个或多个分级步骤。

[0199] 所述回路可包含一个或多个研磨容器和均化器的组合。

[0200] 在一个实施方式中，研磨在闭合回路中进行。在另一个实施方式中，研磨在开放回路中进行。研磨可以按分批模式进行。研磨可以按再循环分批模式进行。

[0201] 如上所述，研磨回路可包括预研磨步骤，其中将粗无机颗粒在研磨容器中研磨至预定的粒度分布，之后将包含纤维素的纤维性材料与预研磨的无机颗粒材料合并，并继续
在相同或不同的研磨容器中研磨，直至获得期望的微纤化水平。

[0202] 由于待研磨材料的悬浮液可具有相对高的粘度，因此可在研磨之前将合适的分散剂添加到悬浮液中。分散剂可以是，例如，水溶性缩合磷酸盐、聚硅酸或其盐、或聚电解质，
例如数均分子量不大于80,000的聚(丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)的水溶性盐。基于干燥无机
颗粒固体材料的重量，所用分散剂的量通常将在0.1至2.0重量％的范围内。所述悬浮液可
在4℃至100℃范围内的温度下适当地研磨。

[0203] 在微纤化步骤期间可包含的其他添加剂包括：羧甲基纤维素、两性羧甲基纤维素、氧化剂、2,2,6,6‑四甲基哌啶‑1‑氧基(TEMPO)、TEMPO衍生物和木降解酶。

[0204] 待研磨材料的悬浮液的pH可以约7或大于约7(即碱性)，例如，悬浮液的pH可以约8、或约9、或约10、或约11。待研磨材料的悬浮液的pH可以小于约7(即酸性)，例如，悬浮液的
pH可以约6、或约5、或约4、或约3。待研磨材料的悬浮液的pH可以通过添加适量的酸或碱来
调节。合适的碱包括碱金属氢氧化物，例如NaOH。其它合适的碱是碳酸钠和氨。合适的酸包
括无机酸，例如盐酸和硫酸，或有机酸。示例性的酸是正磷酸。

[0205] 待共研磨的混合物中的无机颗粒材料——当存在时——和纤维素浆粕的量可以变化，以产生适合于干燥和再分散的浆料，和/或所述浆料可以进一步改性，例如，用额外的
其它无机颗粒材料和/或除无机颗粒材料之外的添加剂，以产生适合于干燥或至少部分干
燥的浆料，任选运输到另一个地点，再分散并用于制造制品、产品或组合物。

[0206] ·均化

[0207] 包含纤维素的纤维性基材的微纤化可以在湿式条件下，任选在无机颗粒材料的存在下，通过对纤维素浆粕和任选的无机颗粒材料的混合物加压(例如，至约500巴的压力)和
然后通过压力较低带的方法来实现。混合物去往所述低压带的速率足够高，并且所述低压
区的压力足够低，从而引起纤维素纤维的微纤化。例如，可以通过迫使混合物穿过环形开口
来实现压降，该环形开口具有窄入口孔以及大得多的出口孔。混合物加速进入较大体积
(即，较低压力带)时压力的急剧下降引起空化，导致微纤化。在一个实施方式中，包含纤维
素的纤维性基材的微纤化可以在均化器中在湿式条件下、任选在无机颗粒材料的存在下进
行。在均化器中，对纤维素浆粕和任选的无机颗粒材料加压(例如，至约500巴的压力)，并迫
使穿过小喷嘴或孔口。可以将所述混合物加压至约100至约1000巴的压力，例如加压至等于
或大于300巴的压力，或者等于或大于约500，或者等于或大于约200巴，或者等于或大于约
700巴。均化使纤维经受高剪切力，使得当加压的纤维素浆粕离开喷嘴或孔口时，空化导致
浆粕中纤维素纤维的微纤化。可以添加额外的水以改善悬浮液通过均化器的流动性。所生
成的包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的水悬浮液可以被送回均化器的入口，以多
程通过均化器。当存在时，并且当无机颗粒材料是天然板状矿物例如高岭土时，均化不仅促
进纤维素浆粕的微纤化，而且还可以促进板状颗粒材料的分层。

[0208] 示例性均化器是Manton Gaulin(APV)均化器。

[0209] 在进行微纤化步骤之后，可以将包含微纤化纤维素和任选的无机颗粒材料的水悬浮液过筛，以除去超过一定尺寸的纤维并除去任何研磨介质。例如，可以使用具有选定标称
孔径尺寸的筛子对悬浮液进行过筛，以除去没有通过筛子的纤维。标称孔径尺寸是指方孔
的相对侧的标称中心间距或圆孔的标称直径。筛子可以是标称孔径尺寸为150μm的BSS筛子
(根据BS 1796)，例如，标称孔径尺寸125μm、或106μm、或90μm、或74μm、或63μm、或53μm，45μ
m、或38μm。在一个实施方式中，使用标称孔径为125μm的BSS筛子将水悬浮液过筛。然后可任
选将水悬浮液脱水。

[0210] 因此应理解，如果对经过研磨或均化的悬浮液进行处理以除去超过选定尺寸的纤维，则研磨或均化后水悬浮液中微纤化纤维素的量(即重量％)可小于浆粕中干纤维的量。
因此，可以根据在除去超过选定尺寸的纤维之后水悬浮液中所需的微纤化纤维素的量来调
节进给研磨机或均化器的浆粕和任选的无机颗粒材料的相对量。

[0211] 在某些实施方式中，微纤化纤维素可以通过包括下述步骤的方法制备：在含水环境中通过研磨介质(如本文所述)存在下研磨来微纤化包含纤维素的纤维性基材，其中研磨
在不存在无机颗粒材料的情况下进行。在某些实施方式中，无机颗粒材料可以在研磨后添
加以产生顶部分层浆料(top ply slurry)或分层浆料。

[0212] 在某些实施方式中，研磨后除去研磨介质。

[0213] 在其它实施方式中，在研磨后保留研磨介质，并可以充当无机颗粒材料或其至少一部分。在某些实施方式中，在研磨之后可以添加除无机颗粒材料之外的其它无机颗粒和/
或添加剂。

[0214] 以下程序可用于表征无机颗粒材料(例如GCC或高岭土)和微纤化纤维素浆粕纤维的混合物的粒度分布。

[0215] ‑碳酸钙

[0216] 将足以产生3g干材料的共研磨浆料样品称入烧杯中，用去离子水稀释至60g，并与3
5cm 1.5w/v％活性的聚丙烯酸钠溶液混合。在搅拌下进一步添加去离子水至最终浆料重
量为80g。

[0217] ‑高岭土

[0218] 将足以产生5g干材料的共研磨浆料样品称入烧杯中，用去离子水稀释至60g，并与3
5cm 1.0w/v％碳酸钠和0.5wt％六偏磷酸钠混合。在搅拌下进一步添加去离子水至最终浆
料重量为80g。

[0219] 然后将浆液以1cm3等份添加到与Mastersizer S连接的样品制备单元内的水中，直到显示出最佳遮蔽水平(通常为10‑15％)。然后进行光散射分析程序。选择的仪器量程为
300RF：0.05‑900，光束长度设定为2.4mm。

[0220] 对于含有碳酸钙和纤维的共研磨样品，使用碳酸钙的折射指数(refractive index)(1.596)。对于高岭土和纤维的共研磨样品，使用高岭土的RI(1.5295)。

[0221] 粒度分布根据米氏理论计算，并将输出作为基于差分体积的分布给出。两个清晰的峰的存在被解释为来自矿物(较细的峰)和纤维(较粗的峰)。

[0222] 将较细的矿物峰针对测量数据点进行拟合并从分布中数学减去以留下纤维峰，纤维峰被转换成累积分布。类似地，从原始分布数学减去纤维峰值以留下矿物峰值，矿物峰也
被转换成累积分布。然后可以使用这两个累积曲线来计算平均粒度(d50)和分布陡度(d30/
d70 x 100)。所述差分曲线可用于找到矿物和纤维这两个部分的模态粒度。

[0223] 实施例

[0224] 实施例1

[0225] 如本说明书中其它地方详细描述的，通过在无机颗粒材料存在下共研磨Botnia浆粕制备了许多包含微纤化纤维素和无机颗粒材料的含水组合物。各组合物的性能总结于表
1中。POP是指“浆粕的百分比”，其中POP是作为纸浆或纤丝而不是无机颗粒材料的样品的干
重百分比。

[0226] 表1.

[0227]

[0228] 实施例2

[0229] 向各浆料加入添加剂并混合1分钟。让混合物静置60分钟，然后过滤。将生成的滤饼置于80℃的实验室烘箱中直至干燥(<1wt％水分)。

[0230] 然后将干燥的组合物在实验室Silverson混合器上再分散。(稀释至20POP，1分钟Silverson混合)

[0231] 组合物1至4中的每一种都用不同的添加剂(氯化钠、二醇、脲、羧甲基纤维素、糖和瓜尔胶)以不同的浓度添加，并测定拉伸指数。平均结果总结在表2中。

[0232] 表2.

[0233]

[0234] 实施例3

[0235] 这些试验的目的是评价使用在试验工厂设施中已有的单盘精磨机来再分散50wt％POP(浆粕百分比)碳酸钙/Botnia浆粕高固体微纤化纤维素和钙酸钙组合物(即1:1
重量比的微纤化纤维素比碳酸钙)的有效性。适用于本发明的单盘精磨机的例子是Sprout 
Waldron制造的。所述精磨机是12in(30cm)的单盘精磨机。盘的旋转速度为1320rpm。盘的圆
周速度为21.07m/s。精磨机盘设计：棒宽1.5mm；槽宽1.5mm；棒刃口长度(cutting edge 
length)1.111Km/rev bar，CEL@1320rpm 24.44Km/sec。具有同等规格的其他合适的精磨机
是本领域普通技术人员已知的。

[0236] 进料

[0237] 运输到试验工厂设施的是100kg微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)带压饼和100kg使用阿碎得干燥器‑粉碎机(可得自Atritor Limited，12冲头，Blue Ribbon Park，
Coventry，West Midlands，England)制造的四种不同的进料，所述阿碎得干燥器‑粉碎机是
一种风扫磨机或干燥器，能够引入热空气流用于干燥和研磨材料，以加工和干燥在该试验
中使用的微纤化纤维素和碳酸钙组合物。其他等效的磨机是本领域普通技术人员已知的。
试验中使用的碳酸钙(IC60L)/Botnia高固体微纤化纤维素产物的性能在表3中显示。使用
在适当位置带有拒斥器(rejector)臂的阿碎得干燥器并以20Hz(慢进料速率)进料来产生
这些微纤化纤维素和碳酸钙组合物(1:1重量比)。

[0238] 表3–用于单盘精磨试验的进料的性能。

[0239]

[0240]

[0241] *使用实验室规模Silverson混合器再分散(1000‑2000kWh/t之间)1分钟之后。

[0242] 试验概要

[0243] 每种材料在大型制浆机中“润湿”，以在造纸厂操作中重复典型的次数/动作。

[0244] 制浆的样品通过单盘精磨机，在0–20–40–60–80–100千瓦时/吨(kWh/t)总干固体之间范围的精炼能量输入下取样。

[0245] 结果

[0246] 1. 50wt％POP碳酸钙(IC60)/Botnia浆粕(31wt％固体)带压饼

[0247] 将包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物的这种30.5wt％固体带压饼首先在制浆机中以7wt％固体再分散15分钟。该稠度太粘稠而不能泵送，因此用水将材料稀
释1wt％至6wt％固体。然后将该材料通过精磨机，并在各种功输入下取样。

[0248] 下表4显示了单盘精磨机对包含微纤化纤维素和碳酸钙的带压饼的性能的效果。对所接收的材料引用的值已经在相当于1000‑2000kWh/t的Silverson混合器(Silverson 
Machines，Inc.，55Chestnut St.East Longmeadow，MA 01028)中进行了1分钟的混合。

[0249] 表4–单盘精磨带压饼的性能

[0250]

[0251] 可以看出，带压饼可以6wt％固体精磨，并在20kWh/t的输入后，FLT指数已经恢复。FLT指数是开发的一种拉伸试验，用于评估微纤化纤维素和再分散的微纤化纤维素的质量。
通过添加在生产微纤化纤维素/无机材料复合材料中使用的任何无机颗粒(在无无机颗粒
的微纤化纤维素的情况下，则使用60wt％<2um GCC碳酸钙)，将试验材料的POP调节至20％。
2
使用定制的Buchner过滤设备由该材料形成220gsm(g/m)的片材。使所得片材适应环境并
使用工业标准拉伸试验机测量它的拉伸强度。直至100kWh/t的能量输入均可以改善微纤化
纤维素和碳酸钙组合物的FLT指数和粘度二者。1和1以下的“斑点计数(nib count)”是可接
受的，并且表明纸张形成良好。如本领域普通技术人员所知，斑点计数是尘埃度(dirt 
count)试验(参见例如TAPPI尘埃度试验)并且是微纤化纤维素已经完全再分散的指示。在
这种情况下，在破坏性拉伸试验之前，使用灯箱对形成的用于测量FLT指数的片材进行斑点
计数。在任何水性应用中，低斑点计数表明再分散良好。

[0252] 表5显示了单盘精磨机对微纤化纤维素和碳酸钙组合物的粒度的效果。粒度分布(“PSD”)已在位于质控实验室设施处的Malvern Insitec(Malvern Instruments Ltd，
Enigma Business Park，Grovewood Road，Malvern，WR14 1XZ，United Kingdom)上测量。

[0253] 表5–单盘精磨压饼的PSD性能

[0254]

[0255] 从PSD值可以看出，单盘精磨机在减少微纤化纤维素和碳酸钙组合物的粗颗粒方面非常有效。

[0256] 2.在阿碎得干燥器中干燥的50wt％POP碳酸钙(IC60)/Botnia浆粕微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)(51.4wt％固体)。

[0257] 这种利用阿碎得干燥器干燥的51.4wt％1:1重量比的微纤化纤维素和碳酸钙产物以7wt％固体在制浆机内再分散。这种材料的低粘度使其能够易于泵送。然后将该材料通过
精磨机，并在各种功输入下取样。

[0258] 下表6显示了单盘精磨机对51.4wt％微纤化纤维素和碳酸钙组合物性能的效果。对于接收时的材料所引用的值已经受过用相当于1000‑2000kWh/t的Silverson混合器混合
1分钟。

[0259] 表6–单盘精磨的、在阿碎得干燥器中干燥的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的51.4wt％组合物的性能

[0260]

[0261] 在阿碎得干燥器中干燥的该51.4wt％干燥组合物可以使用60kWh/t完全再分散，并且随着能量输入的增加，性能更进一步改善。该材料恢复粘度和FLT指数，以及具有与带
压饼相似的相对低的斑点计数。

[0262] 表7显示了单盘精磨机对包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物的粒度所具有的效果。

[0263] 表7–单盘精磨的在阿碎得干燥器中干燥的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的51.4wt％组合物的PSD性能

[0264]

[0265] 从PSD值可以看出，单盘精磨机在减少微纤化纤维素和碳酸钙1:1重量比组合物的粗颗粒方面非常有效。

[0266] 3.在阿碎得干燥器中干燥的50wt％POP碳酸钙(IC60)/Botnia浆粕微纤化纤维素和碳酸钙1:1重量比组合物(51.4wt％固体)。

[0267] 这种包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的58.1wt％固体组合物在7、8和9wt％固体下评价。其原因在于，由于包含微纤化纤维素和碳酸钙的组合物在稠度上变得太
“稀”并且精磨机的金属盘自身摩擦，因此无法实现更高的能量输入。下表8显示了这三种不
同固体含量下的所有产物的性能。对于接收时的材料和0kWh/t所引用的值已经受过在相当
于1000–2000kWh/t的Silverson混合器中混合1分钟。

[0268] 表8–单盘精磨的58.1wt％阿碎得产物的性能

[0269]

[0270]

[0271] 包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的58.1wt％组合物可以按7、8和9wt％固体完全再分散。在每种稠度下，已经胜过了对照FLT以及粘度和斑点计数。在9wt％固体下，
实现了最大提高。

[0272] 表9显示了单盘精制机对所有三种固体含量水平下的所述包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物的粒度的效果。

[0273] PSD数据再一次显示了单盘精磨机在所有三种稠度下对改变粗浆粕尺寸的效率。

[0274] 表9‑单盘精磨的在阿碎得干燥器中干燥的58.1wt％微纤化纤维素(1:1重量比)组合物的PSD性能

[0275]

[0276]

[0277] 4.在阿碎得干燥器中干燥的50wt％POP碳酸钙(IC60)/Botnia浆粕微纤化纤维素和碳酸钙组合物(70.1wt％固体)。

[0278] 表10中显示了每种功输入下的这种70.1wt％固体微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)组合物。对于接收时的材料和0kWh/t所引用的值已经受过在相当于1000‑2000kWh/t
的Silverson混合器中混合1分钟。

[0279] 表10‑单盘精磨的在阿碎得干燥器中干燥的70.1wt％微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)组合物的性能

[0280]

[0281] 再次可以看出，与使用Silverson混合器相比，单盘精磨机在再分散包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的干燥组合物方面更为有效得多。100kWh/t的能量输入将所述
包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物再分散到其性能类似于带压饼的程度。

[0282] 表11显示了单盘精磨机对所述包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物的粒度所具有的效果并再次显示所述精磨机非常有效。

[0283] 表11‑单盘精磨的在阿碎得干燥器中干燥的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的70.1wt％组合物的PSD性能

[0284]

[0285] 5.在阿碎得干燥器中干燥的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的50wt％POP碳酸钙(IC60)/Botnia浆粕组合物(86.2wt％固体)。

[0286] 这种86.2wt％固体的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)组合物的材料被认为非常干燥，因此在与其余材料相同的条件下(强度为0.2J/m)、而且还在0.1J/m的强度下
精磨所述组合物。0.1J/m强度较低，因此花费更长的时间才能达到想要的功输入。参见表
12。

[0287] 对于接收时的材料和0kWh/t所引用的值已经受过在相当于1000‑2000kWh/t的Silverson混合器中混合1分钟。

[0288] 表12‑单盘精磨的在阿碎得干燥器中干燥的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的86.2％组合物的性能

[0289]

[0290]

[0291] 这些结果显示，包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的这种非常高固体组合物可以用100kWh/t再分散回与带压饼相同的性能。如果改变强度，则可以使用80kWh/t的较
小能量来恢复性能。

[0292] 表13显示了单盘精磨机在这两种强度下对包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物的粒度所具有的效果。

[0293] 表13‑单盘精磨的在阿碎得干燥器中干燥的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的86.2％组合物的PSD性能

[0294]

[0295] 图1.总结了来自上述研究的FLT数据。数据显示，可以在所有被测样品中达到对照FLT，并且可以在中间固体产物中胜过对照FLT。

[0296] 6.精磨产物的进一步加工

[0297] 对于试验工厂设施产生的许多产物，经由Silverson混合器将额外的能量输入样品中。这些实验是为了研究用额外的能量是否会改善包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量
比)的组合物的物理性能。下表显示了发现结果(表14)。

[0298] 可以看出结果是混合的。在有些情况下，FLT指数有增加，而其它没有。

[0299] 表14‑额外能量输入的效果

[0300]

[0301]

[0302] 结果.

[0303] 结果显示：

[0304] ·试验工厂设施中的单盘精磨机是一种非常有效的再分散包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物的方式

[0305] ·干燥至86重量％固体的包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物可以再分散以获得其原有强度特性。

[0306] ·能够实现强度提高。

[0307] ·与其他评价方法相比，单盘精磨机使用低能量输入实现再分散。

[0308] ·精磨时固体含量非常重要，应针对所有样品进行优化。

[0309] ·降低精磨机的强度获得改善的结果。

[0310] ·单盘精制机在改变包含微纤化纤维素和碳酸钙(1:1重量比)的组合物的PSD方面非常有效。