CN115210426A

CN115210426A - 纤维素衍生物的用途以及用于表面施胶的方法

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Publication number: CN115210426A
Application number: CN202180018905.XA
Authority: CN
Inventors: 维莱·尼曼; 安内利·莱波
Original assignee: Kemira Oyj
Current assignee: Kemira Oyj
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2022-10-18
Anticipated expiration: 2041-03-04
Also published as: EP4115013A1; CA3170061A1; BR112022017154A2; WO2021176144A1; CN115210426B; AU2021231375A1; KR20220143949A; US20230122933A1

Abstract

本发明涉及表面施胶组合物用于为纤维幅材提供抗压强度的用途，所述组合物包含至少一种纤维素衍生物，所述纤维素衍生物选自纤维素醚，不包括羧烷基纤维素，所述纤维幅材如纸、纸板等，所述纤维幅材优选包含回收的纤维素纤维。本发明还涉及用于纸、纸板等的表面施胶的方法。

Description

纤维素衍生物的用途以及用于表面施胶的方法

根据所附独立权利要求的前序部分，本发明涉及至少一种纤维素衍生物的用途和用于纤维幅材(fibrous web)如纸、纸板(board，板)等的表面施胶(surface sizing)的方法。

电子商务的出现彻底改变了21世纪的消费者习惯和包装市场。因此，对包装材料的需求急剧增加。同时，对气候变化、化石石油储量减少和塑料在自然界中的累积的担忧迫使全世界的供应商不断寻求更加可持续的包装来保护和运输他们的产品。

纸板，尤其是瓦楞纸板，因其价格低廉、结构轻巧以及可回收性，成为世界上使用最多的包装材料之一。例如，在电子商务中，瓦楞纸板占据整个包装材料需求的多达80％。传统上，由于其可再生来源、可回收性和已建立的回收系统，基于纤维素的包装材料如纸板的使用，已经被认为作为可持续的替代品。此外，回收的纤维材料，例如旧瓦楞纸箱(OCC)和脱墨纸(DIP)，通常用作纸板的原材料。除了可回收性和可再生来源外，瓦楞纸板的凹槽三层结构导致极高的刚度和相当低的基重。重量轻进而意味着运输期间的能量需求低。

尽管有明显的优势，但是纸板也有其局限性。纸板的主要缺点之一在于其防水和防潮性差。纸板的主要组成部分是基于两亲性纤维素的纤维，其亲水性羟基赋予纤维机械强度，但同时使它们容易受潮。例如，在一次性杯子、食品包装和饮料包装中，问题通常用保护性聚乙烯膜覆盖纸板表面来解决的。就包装纸板而言，例如瓦楞纸板，然而，对成本效率、轻便性和可回收性的严格要求限制了保护膜和涂层的使用。通常，挂面纸板，即瓦楞纸板的表层，在制造过程中经历的仅有的表面处理是基于淀粉的表面施胶。施加淀粉主要用于增强纸板的机械强度。

对于用作包装材料的纸板，例如盒子和容器，纸板的抗压强度是最重要的特性之一，其决定了包装的强度。当包裹被储存和/或运输时，它们主要受到压缩力，例如，当包裹堆叠在彼此的顶部时，由其他包裹引起。抗压强度失败的原因是纸板在压缩力下的结构坍塌。压缩失败的机制尚不完全清楚；然而，它们不同于拉伸强度失败的机制，其中纤维通过拉力从结构中撕裂。因此，纸板的抗压强度不能从其拉伸强度特性中预测。

此外，在潮湿条件下，纸板的抗压强度可能会迅速劣化。表面施胶中使用的淀粉的羟基对水分子敏感，导致在潮湿条件下强度特性下降。如今，许多商品是在具有潮湿环境条件的国家生产的，例如东南亚，它们从那里运往世界各地。这增加了即使在潮湿条件中也具有提高的抗压强度的纸板的需求。

鉴于上述情况，需要提高纤维包装材料如纸板的耐湿性，并且需要增强其在潮湿环境中的抗压强度特性。

本发明的目的是最小化或甚至消除现有技术中存在的缺点。

本发明的目的是提高纤维幅材如纸、纸板等的强度特性，例如抗压强度、撕裂强度和/或破裂强度，尤其是抗压强度，即使是在潮湿环境中。

本发明的另一个目的是提高纤维幅材如纸、纸板等的耐湿性，尤其是纸板，例如挂面纸板的耐湿性。

本发明的另一个目的是提供具有高抗压强度的纤维幅材如纸、纸板等，尤其是在高湿度条件下。

所有描述的实施方式和优点都适用于根据本发明的用途和方法，当适用时，即使不总是如此明确地说明。

这些目的通过独立权利要求中公开的特征来实现，并且本发明由所附独立权利要求的特征定义。本发明的一些优选实施方式在从属权利要求中给出。

根据本发明的包含至少一种选自纤维素醚(不包括羧烷基纤维素)的纤维素衍生物的表面施胶组合物(surface size composition，表面胶料组合物)的典型用途是为纤维幅材如纸、纸板等提供抗压强度，所述纤维幅材优选包含回收的(recycled，再循环的)纤维素纤维。

在根据本发明的用于纤维幅材如纸、纸板等的表面施胶的典型方法中，该方法包括

-获得纤维幅材，优选包含回收的纤维素纤维，例如纸、纸板等，

-在表面施胶站(surface sizing station)或在涂布站(coating station)中，在纤维幅材的表面上施加含水(aqueous，水性)表面施胶组合物，其中表面施胶组合物包含至少一种选自纤维素醚(不包括羧烷基纤维素)的纤维素衍生物，并且为纤维幅材提供抗压强度。

目前已经惊讶地发现，在表面施胶组合物中至少一种选自纤维素醚的纤维素衍生物的使用为纤维幅材如纸、纸板等提供抗压强度特性，不仅在标准环境条件(温度+23℃，相对湿度50％)，而且尤其在高湿和高温环境条件(温度+38℃，相对湿度90％)。本发明提供了不与常规使用的淀粉竞争食品生产的耐湿和生物基替代品。通过使用纤维素醚获得的提高的抗压强度特性和耐湿性提供了可能的终端使用应用的广阔领域并且减少了在高湿水平和高温的地理区域中纸、纸板等与潮湿相关的损害。此外，抗压强度特性的提高可以使甚至更轻的结构成为可能，从而使纤维幅材如纸板成为更可持续的包装选择。

在本文中，术语“耐湿性”定义为纸、纸板等在高湿中保持其抗压强度的能力。根据本发明，在表面施胶组合物中选自纤维素醚的纤维素衍生物的使用提供，即保持和/或提高，纤维幅材如纸、纸板等在标准条件的抗压强度、撕裂强度和/或破裂强度，并且尤其是当纤维幅材暴露于环境条件，其中相对湿度≥80％、优选≥85％、更优选≥90％和温度≥30℃、优选≥35℃、更优选≥38℃。尤其是可以提高抗压强度，表达为纸、纸板等的SCT强度并且根据ISO 9895标准(2008)测量，无论是当暴露于标准环境条件(+23℃，相对湿度50％)并且尤其是当暴露于环境条件，其中相对湿度≥80％、优选≥85％、更优选≥90％和温度≥30℃、优选≥35℃、更优选≥38℃。

适用于本发明的纤维素醚是水溶性的，至少在冷水中(+15℃)。纤维素醚可以选自烷基纤维素、羟烷基纤维素、羟烷基烷基纤维素和它们的任意混合物。纤维素醚可以包含一种或几种烷基和/或羟烷基，其可以彼此相同或不同。合适的烷基是例如甲基、乙基和丙基。合适的羟烷基是例如羟甲基、羟乙基和羟丙基。纤维素醚可以具有在0.1-3、优选0.5-2.7、更优选0.7-2.5、甚至更优选1.0-2.1或从1.0至小于2.0范围内的烷基和羟烷基的取代度DS。根据一个优选实施方式，纤维素醚选自由甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、(羟乙基)甲基纤维素和(羟丙基)甲基纤维素组成的组。

纤维素醚甚至可以包含除烷基、羟烷基和羟基之外的其他官能团。其他官能团可以选自，例如羧酸酯、羧烷基、磺酸酯、膦酸酯、胺、酰胺和烷基酯基团。如果纤维素醚包含一种或多种除烷基和/或羟烷基之外的其他基团，烷基和/或羟烷基的取代度高于其他基团的取代度。

羧烷基纤维素，例如羧甲基纤维素，被排除在本发明的范围之外。本发明使用的表面施胶组合物因此不含羧烷基纤维素，例如羧甲基纤维素。根据一个实施方式，甚至纤维素醚不含羧酸酯和羧烷基基团作为官能团。

纤维素醚的纤维素骨架可以来源于植物基纤维素或微生物纤维素。优选纤维素醚的纤维素骨架来源于植物基纤维素，更优选木基纤维素。

适用于本发明的纤维素醚可以具有的重均分子量为≤300000g/mol、优选≤100000g/mol、更优选≤45000g/mol、甚至更优选≤20000g/mol。纤维素衍生物的重均分子量可以在1000-300000g/mol、优选2000-100000g/mol、更优选3000-45000g/mol或甚至更优选5000-20000g/mol的范围内。根据一个优选实施方式，纤维素衍生物的重均分子量可以在5000-18000g/mol的范围内。有时纤维素衍生物的重均分子量可以在5000-15000g/mol的范围内。纤维素醚的低分子量可以提供具有低粘度的表面施胶组合物，这意味着可以增加表面施胶组合物的固体含量(solid content，固含量)，同时仍然能够在表面施胶站或在涂布站中用传统施加方法施加施胶组合物。另一方面，具有高分子量的纤维素衍生物的使用可以提供更高表面施胶效率，这是由于提高了增强纤维间粘合的能力，因此甚至进一步提高了抗压强度特性。

表面施胶组合物优选不含水以外的其他溶剂，尤其是表面施胶组合物不含有机溶剂，例如醇。

根据一个优选实施方式，含水表面施胶组合物的粘度可以小于2000mPas、优选小于500mPas、更优选小于100mPas、甚至更优选小于50mPas。含水表面施胶组合物的粘度确保该组合物可以有效施加在纤维幅材的表面上。在一些实施方式中，可以使用任何常规涂布方法在涂布站中将包含纤维素醚的含水表面施胶组合物施加在纤维幅材上，所述涂布方法例如刮刀涂布、棒涂、辊涂、幕涂或喷涂。通常，包含选自纤维素醚的纤维素衍生物的含水表面施胶组合物可以优选施加在包含任何常规的表面施胶设备如池式施胶压机、薄膜施胶压机或门辊施胶压机的表面施胶站中的纤维幅材的表面上。

根据一个实施方式，表面施胶组合物可以包含至少一种选自上述纤维素醚的纤维素衍生物以及淀粉。在这个实施方式中，纤维素衍生物的粘度对表面施胶组合物的最终粘度的影响较小，这使得能够使用更高固体含量和/或具有高分子量的纤维素衍生物。

含水表面施胶组合物可以包含至少1重量％、优选至少2重量％、更优选至少4重量％的选自纤维素醚的纤维素衍生物。根据实施方式，表面施胶组合物可以包含纤维素衍生物1-25重量％、优选1.5-18重量％、更优选2-14重量％、甚至更优选4-12重量％的纤维素衍生物。百分比由表面施胶组合物的总重量计算。

除了纤维素醚外，表面施胶组合物可以包含常规用于纸、纸板等的表面施胶的添加剂。这种添加剂可以选自疏水剂、着色剂、无机颜料、表面活性剂、增塑剂、消泡剂、荧光增白剂、流变改性剂、强度添加剂和铝化合物，它们可以增强表面施胶组合物的施胶特性，和/或提高其在涂布站或表面施胶站如施胶压机中的可运行性，和/或以其他方式调节最终纸、纸板等的表面性质。

表面施胶组合物可以具有的固体含量为1-30重量％、优选1-20重量％、更优选4-16重量％、甚至更优选7-16重量％，由表面施胶组合物的总重量计算。优选表面施胶组合物不含无机颜料和矿物颗粒。

根据一个实施方式，表面施胶组合物可以以纤维素醚施加在纤维幅材的表面上的量为至少0.25g/m²、优选至少0.5g/m²、更优选至少1g/m²的这种量施加在纤维幅材的表面上。例如，表面施胶组合物可以以这种量施加，即纤维素醚以0.25-9g/m²、优选0.5-7g/m²、更优选0.65-5g/m²或1-3g/m²、有时甚至更优选从超过1g/m²至多达3g/m²的范围内的量施加在纤维幅材的一个表面或纤维幅材的两个表面。由于纤维素醚提高了最终纸、纸板等的抗压强度，因此可以减少施加在纤维幅材表面的表面施胶的量，同时将抗压强度保持在常规水平。另一方面，可以增加施加在纤维幅材表面的表面施胶的量，并增加最终纸、纸板等的强度，尤其是抗压强度。

根据一个优选实施方式，该方法包括将含水表面施胶组合物至少两次或三次或更多次连续施加在纤维幅材的表面上。表面施胶组合物的多次连续施加的使用可以允许增加组合物的接收量(pick-up)，并且因此可以实现强度特性的进一步提高。此外，多次施加增加了与表面施胶组合物的粘度和/或固体含量有关的自由度。

在纤维幅材的表面上施加表面施胶组合物后，幅材在造纸机或纸板机的干燥段中干燥。在表面施胶组合物连续施加两次、三次或更多次的情况下，可以在表面施胶组合物的连续施加之间将纤维幅材干燥。

本发明特别适用于制造包含回收的纤维素纤维的纤维幅材如纸或纸板的方法。根据一个实施方式，其上施加表面施胶组合物的纤维幅材如纸、纸板等包含来源于旧瓦楞纸板(OCC)和/或其他回收的纤维材料的回收纤维素纤维。OCC可以包括用过的回收的未漂白或漂白的牛皮纸浆纤维、硬木半化学浆纤维、草浆纤维或它们的任意混合物。除了回收的纤维外，纤维幅材可以包含通过牛皮纸制浆和/或化学-热机械制浆获得的纤维素纤维。根据本发明的一个实施方式，纤维幅材包含至少20重量％、优选至少50重量％的回收的纤维素纤维，例如来源于OCC和/或其他回收的纤维材料。在一些实施方式中，纤维幅材可以包含甚至>70重量％、有时甚至>80重量％的回收的纤维，例如来源于OCC和/或其他回收的纤维材料。纤维幅材中回收的纤维的量可以为20-100重量％、优选55-100重量％、更优选75-95重量％，由纤维幅材中所有纤维的总重量以干重计算。

用于形成纤维幅材且优选包含回收的纤维的纤维原料的PH，可以≥6，例如6-8。

纤维幅材还可以包含无机矿物颜料填料和各种其他添加剂。

根据纤维幅材的一个实施方式，以干重计，可具有的基重为至少20g/m²、优选至少60g/m²、更优选至少80g/m²、甚至更优选至少100g/m²。纤维幅材的基重，以干重计，可以在20-500g/m²、优选50-400g/m²、优选60-350g/m²或有时甚至100-200g/m²的范围内。

根据一个优选实施方式，本发明用于制造纤维幅材，例如纸板，优选多层纸板，其中纤维幅材是选自强韧箱纸板(testliner，测试衬纸，仿牛卡)、牛皮纸板或瓦楞原纸(corrugated medium，瓦楞芯纸)的多层纸板中的层。本发明特别适用于挂面纸板的表面施胶，例如包含回收的纤维的强韧箱纸板或主要包含机械原浆的牛皮纸板。强韧箱纸板可以包含两到四层的分层结构，和/或具有在80-350g/m²范围内的基重。本发明还适用于瓦楞原纸的表面施胶，特别是在回收的纤维用作原材料时。瓦楞原纸可以具有单层结构。基重可以在110-180g/m²的范围内。

包含选自纤维素醚的纤维素衍生物的表面施胶组合物的使用提高了最终纸或纸板的强度特性，例如SCT强度、撕裂强度和/或破裂强度，尤其是以SCT强度和/或RCT强度表示的抗压强度。这些对于纸和纸板是重要的强度特性，尤其是对于用于包装的等级。短跨距抗压测试(SCT)强度(short-span Compression Test(SCT)strength)可用于预测最终产品，例如纸板箱的抗压性。由箱板制成的箱子在储存和运输过程中堆放时会暴露于高负荷，这使得抗压强度，即SCT强度，可能是最重要的强度特性。撕裂强度是对于挂面纸板的另一个重要的机械特性。高撕裂强度防止挂面纸板在折痕、弯曲和切割过程中开裂。破裂强度表示纸/纸板的抗破裂性，它被定义为当压力均匀施加在样品侧面时使样品破裂所需的静水压力。环压测试(RCT)强度还可用于预测最终产品的抗压性，即纸/纸板对组合屈曲和压缩失效的抵抗性。

根据本发明的至少一种选自纤维素醚(不包括羧烷基纤维素)的纤维素衍生物的一种用途是在表面施胶组合物中用于提高纸、纸板等的强度特性和/或耐湿性。

在根据本发明的用于纤维幅材如纸、纸板等的表面施胶的一种方法中，含水表面施胶组合物施加在纤维幅材的表面上，其中表面施胶组合物包含至少一种选自纤维素醚(不包括羧烷基纤维素)的纤维素衍生物。

一个实施方式涉及至少一种选自纤维素醚(不包括羧烷基纤维素)的纤维素衍生物在表面施胶组合物中用于提高纸、纸板等的强度特性和/或耐湿性的用途。

实施例

本发明的一些实施方式在以下非限制实施例中描述。

在纸板的表面施胶中测试了两种纤维素衍生物并且研究了它们在标准(RH 50％，23℃)和高湿度(RH 90％，38℃)条件中对抗压强度的影响。

基板片材(Base Board Sheet)

测试中使用非表面施胶凹槽片材作为基板片材。基板片材的特性在表1中给出。

表1基板片材的特性

特性	数值
		尺寸(mm*mm)	148*210(A5)
克重(g/m)	140
		厚度(μm)	231±5
PPS粗糙度，顶部(top side)(μm)	11.4±0.2
		PPS粗糙度，底部(μm)	12.0±0.2
本特森粗糙度，顶部(ml/min)	3400±500
		本特森粗糙度，底部(ml/min)	4200±400

纤维素衍生物

测试了两种水溶性纤维素衍生物，甲基纤维素MC(Sigma Aldrich)和(羟丙基)甲基纤维素HPMC(Sigma Aldrich)。用两种不同的重均分子量10000和22000g/mol测试HPMC。测试的MC具有14000g/mol的重均分子量。

用于样品制备的测试的纤维素衍生物溶于冷水但不溶于热水。首先为每种纤维素衍生物制备具有最高可行浓度的母料，并通过稀释母料制备实际的表面施胶样品。纤维素衍生物以干粉的形式提供。首先将所需量的三分之一的水加热到明显高于纤维素衍生物的糊化(gelatinization，凝胶化)温度。然后将纤维素衍生物粉末加入热水(MC:>80℃，HPMC:>90℃)并混合分散体直至粉末均匀分散。此后，将分散体置于冰浴中并将剩余的水作为冷自来水加入。粉末在冷却过程中迅速溶解。将溶液混合半小时，然后将它们在冷藏室(+5℃)中放置过夜以沉淀。

参考淀粉

参考淀粉(Raisamyl 01121,Chemigate)在用于表面施胶之前煮熟。称取粉末形式的淀粉，加到冷自来水中，混合直至充分分散。此后，开始加热。淀粉在60至70℃的温度范围内开始溶解，并形成淡黄色液体。当温度达到95℃时，将淀粉煮至少30至40分钟，然后在加热舱中冷却至合适的施胶温度，然后倒入100ml样品瓶中。具有12wt-％固体含量的淀粉用作参考淀粉，以表示通过常见表面施胶程序可以获得的抗压强度。此外，制备了5wt-％的淀粉样品以提供具有低固体含量的纤维素衍生物的更多可比较数据。此外，测定了淀粉的固体含量对纸板的接收量和抗压强度的影响。

表面施胶实验的执行

使用具有胶辊(直径110mm)的实验室规模的池式施胶压机(Labor Sizepresse SP5607)。施胶参数，例如辊的压力和转速，保持不变以确保结果的可比性。例外是施胶温度，其根据测试的纤维素衍生物的糊化温度和淀粉的回生温度而改变。HPMC的施胶温度为40℃，MC的施胶温度为30℃。淀粉在约65℃的温度下进行表面施胶以避免直链淀粉部分回生。

在所有测试中，池中胶料的体积和滚筒干燥机中干燥时间保持不变。在每次表面施胶处理后，使用滚筒干燥机干燥样品。调节干燥毛毡的速度使得施胶的片材在干燥机中行进约90秒。表2列出了所有施胶的参数和每种参数的值。

表2每种材料的测试的表面施胶参数

表面施胶参数	数值
		胶料体积(ml)	100
滚筒干燥机中的干燥时间(s)	90
		压力(巴)	2
速度(m/s)	2

在标准条件下(RH＝50％,T＝23℃)通过在表面施胶前后称重片材来评价纸板上表面施胶的接收量。然后，计算重量差并除以片材的表面积。由于表面施胶附着到纸板的两侧，因此将接收量除以二以获得每侧的接收量。

在一些测试中，片材通过施胶压机两或三次。在该程序中，在每次通过之间在滚筒干燥机中干燥片材。

以纯水多次对基板进行表面施胶测试作为参考，以观察多次暴露于水对纸板的抗压强度的影响。

抗压强度测量

仅测量横向(CD)抗压强度。每个样品片的长度为A5样品片材的宽度(148mm)，样品宽度为15mm。使用L&W抗压强度测试仪(STFI)通过短跨距抗压测试(SCT)方法测量抗压强度。测量是根据ISO 9895标准(2008)进行的。对于所有纤维素衍生物样品，对所有8个样品片进行两次平行测量，每个样品总计进行16次测量。对于基纸参考样品进行了8次平行测量。

所有SCT测量在RH＝50％和T＝23℃中进行。高湿(RH 90％)样品也在RH＝90％和T＝38℃的调节舱中过夜后，在标准条件下测量。换言之，对样品进行调节以向纸板测试片提供高湿含量。调节后，将样品装在塑料袋中带到SCT设备中，以保持高湿条件，直到进行实际测量。假设水分不能渗透到塑料袋中，因此样品片被假设只有在袋子外面时才能失去它们的水分。因此，在袋子外面的时间被最小化，并尽可能对每个样品保持不变。一次最多将8个样品放置在调节舱中。所有样品组都放置在单独的塑料袋中，每组4片。

除了测量SCT值外，还通过将获得的SCT提高与胶料的接收量成正比例来评估每种纤维素衍生物的表面施胶性能。这种所谓的“施胶效率”决定了当每面每平方米施加一克时，材料可以为纸板提供多少抗压强度。

结果

表面施胶样品的外观类似于淀粉施胶样品。唯一明显的区别是施胶基板片材的卷曲和稍暗的色调。

接收量

表面施胶的接收量很大程度上取决于胶料的固体含量。所有具有5wt-％固体含量的纤维素衍生物溶液的接收量值(pick-up value)与5wt-％淀粉溶液的接收量值接近。这表明有类似的附着于纸板表面并渗入纸板结构的趋势。当片材通过施胶压机两或三次时，每次通过的接收量仍然几乎不变。

使用具有相同浓度但纤维素衍生物具有不同分子量的两种HPMC样品研究分子量对获得的接收量的影响。具有较低分子量的样品导致在所有四个测试点中更高的接收量值。图1显示了分子量对表面施胶的接收量的影响。可以假设较低分子量可能使纤维素衍生物渗入更小的孔并更深地渗入到纸片材的结构。

在RH 50％，23℃中的SCT强度

发现所有测试的纤维素衍生物溶液在RH 50％，23℃中均能提高基板的抗压强度，结果见图2。事实上，使用8wt-％HPMC溶液施胶的纸板片材表面达到的SCT值与使用12wt-％参考淀粉溶液获得的值相当，尽管固体含量和接收量更低。当使用8wt-％HPMC溶液对片材表面施胶两次和三次时，获得甚至更高的SCT值。此外，5wt-％MC溶液在50％相对湿度中显著提高了基纸的SCT值。

图3显示了5wt-％溶液之间的比较。可以看出，HPMC在所有三个测试点中均优于参考淀粉。使用MC溶液表面施胶两次的纸板样品表现出比使用淀粉或HPMC溶液表面施胶两次的相应的纸板样品更好的抗压强度。对此的一种可能的解释是在甲基纤维素分子中疏水官能团的含量更高。疏水性可以保护基板的纤维素纤维免于在第二次暴露于水中膨胀，因此减轻了在第二轮施胶中的下降效果。低分子量和高分子量的HPMC样品之间的比较表明，高分子量可以提高抗压强度，尽管接收量较低且假定对纸板结构的最小孔的渗透率较低。

此外，观察到2wt-％的高分子量的HPMC溶液提供了比其他测试组合更好的施胶效率(SCT提高/接收量)。

在RH 90％，38℃中的SCT强度

在90％相对湿度、38℃温度中，纤维素衍生物的SCT结果甚至比在RH 50％中的结果更有希望。表面施胶中纤维素衍生物的使用还提高了基板片材的高湿抗压强度，结果如图4所示。最好的一次通过结果是由5wt-％MC溶液实现的，其优于8wt-％HPMC溶液和12wt-％参考淀粉溶液。5wt-％溶液的比较显示出使用MC溶液(两次通过)表面施胶两次的基板片材也比相应的使用淀粉或HPMC施胶的样品具有更高的抗压强度。在高湿中使用MC溶液获得的高SCT值支持了所提出的关于疏水官能团在MC分子中的保护效果作用的理论。

低分子量和高分子量的HPMC样品之间的比较表明，高分子量的HPMC在RH 90％中也可以提高抗压强度。

得出结论是，使用包含水溶性MC和HPMC的含水表面施胶组合物进行表面施胶没有任何重大困难，并且证明这两种纤维素衍生物为纸板提供了提高的抗压强度。特别是在高湿条件下，纤维素衍生物样品显示出比使用常规淀粉进行表面施胶的样品更好的SCT强度结果。

即使本发明是参照目前看来是最实用和优选的实施方式进行描述的，但应当理解，本发明不应限于上述实施方式，而是本发明还旨在涵盖所附权利要求范围内的不同修改和等同技术方案。

Claims

1.表面施胶组合物用于为纤维幅材提供抗压强度的用途，所述组合物包含选自纤维素醚的至少一种纤维素衍生物，所述纤维素醚不包括羧烷基纤维素，所述纤维幅材如纸、纸板等，所述纤维幅材优选包含回收的纤维素纤维。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述纤维素醚选自烷基纤维素、羟烷基纤维素、羟烷基烷基纤维素和它们的任意混合物。

3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述纤维素醚选自由甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、(羟乙基)甲基纤维素和(羟丙基)甲基纤维素组成的组。

4.根据权利要求1、2或3所述的用途，其特征在于，所述纤维素醚具有≤300000g/mol、优选≤100000g/mol、更优选≤45000g/mol、甚至更优选≤20000g/mol的重均分子量。

5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的用途，其特征在于，所述表面施胶组合物在表面施胶站或在涂布站中被施加在所述纤维幅材的表面上。

6.根据前述权利要求1-5中任一项所述的用途，其特征在于，含水表面施胶组合物包含至少1重量％、优选至少2重量％、更优选至少4重量％的选自纤维素醚的纤维素衍生物。

7.根据前述权利要求1-6中任一项所述的用途，其特征在于，含水表面施胶组合物还包含淀粉。

8.根据前述权利要求1-7中任一项所述的用途，其特征在于，所述抗压强度是在≥30℃、优选≥35℃、更优选≥38℃的温度以及在≥80％、优选≥85％、更优选≥90％的相对湿度下测量的短跨距抗压测试强度。

9.根据前述权利要求1-8中任一项所述的用途，其特征在于，所述纤维幅材是多层纸板中的层，所述多层纸板选自强韧箱纸板、牛皮纸板或瓦楞原纸。

10.用于对纤维幅材如纸、纸板等进行表面施胶的方法，其中，所述方法包括

-获得纤维幅材，所述纤维幅材优选包含回收的纤维素纤维，所述纤维幅材如纸、纸板等，

-在表面施胶站或在涂布站中，将含水表面施胶组合物施加在所述纤维幅材的表面上，其中，所述表面施胶组合物包含选自纤维素醚的至少一种纤维素衍生物，所述纤维素醚不包括羧烷基纤维素，并且所述表面施胶组合物为所述纤维幅材提供抗压强度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述纤维素醚选自烷基纤维素、羟烷基纤维素、羟烷基烷基纤维素和它们的任意混合物。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述纤维素醚选自由甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、(羟乙基)甲基纤维素和(羟丙基)甲基纤维素组成的组。

13.根据权利要求10、11或12所述的方法，其特征在于，所述纤维素醚具有≤300000g/mol、优选≤100000g/mol、更优选≤45000g/mol、甚至更优选≤20000g/mol的重均分子量。

14.根据前述权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述表面施胶组合物以这种量施加，所述量使得所述纤维素醚以至少0.25g/m²、优选至少0.5g/m²、更优选至少1g/m²的量施加在所述纤维幅材的表面上。

15.根据前述权利要求10-14中任一项所述的方法，其特征在于，所述含水表面施胶组合物的粘度小于2000mPas，优选小于500mPas，更优选小于100mPas，甚至更优选小于50mPas。

16.根据前述权利要求10-15中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在所述纤维幅材的表面上，至少两次连续施加所述含水表面施胶组合物。

17.根据前述权利要求10-16中任一项所述的方法，其特征在于，所述纤维幅材具有至少20g/m²、优选至少60g/m²、更优选至少80g/m²的基重。