CN106489003B - 制造微纤化纤维素和研磨介质的方法、颗粒陶瓷研磨介质 - Google Patents

制造微纤化纤维素和研磨介质的方法、颗粒陶瓷研磨介质 Download PDF

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Abstract

制造微纤化纤维素和研磨介质的方法、颗粒陶瓷研磨介质。一种用于制造微纤化纤维素的方法、适于在所述方法中使用的颗粒研磨介质、磨得粗糙的材料以及用于制造所述颗粒研磨介质的方法。

Description

制造微纤化纤维素和研磨介质的方法、颗粒陶瓷研磨介质
技术领域
本发明致力于提供一种用于制造微纤化纤维素的方法、适于在所述方法中使用的颗粒研磨介质、磨得粗糙的材料以及用于制造所述颗粒研磨介质的方法。
背景技术
在WO-A-2010/131016中描述了方法和包括微纤化纤维素的组合物(composition)。包括这种微纤化纤维素的纸制品已经展现出诸如纸强度的优异纸张特性。在WO-A-2010/131016中描述的方法还使能经济地生产微纤化纤维素。
尽管在WO-A-2010/131016中看到了益处，但仍然需要进一步改进工业规模上生产微纤化纤维素的经济性和开发用于生产微纤化纤维素的新工艺。还希望能够进一步发展或增强微纤化纤维素的一个或多种个特性。
发明内容
根据第一方面，本发明致力于一种用于制造微纤化纤维素的方法，所述方法包括以下步骤：通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，使包含纤维素的纤维基质微纤化，所述颗粒研磨介质在研磨完成之后将被去除，其中，所述颗粒研磨介质具有至少大约3.5的比重，并且其中，在研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有：(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
根据第二方面，本发明致力于颗粒研磨介质在微纤化纤维素的制造中的使用，所述颗粒研磨介质具有至少大约3.5的比重以及i)至少0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的摩擦系数，或(i)和(ii)两者。
根据第三方面，本发明致力于一种颗粒陶瓷研磨介质，该颗粒陶瓷研磨介质具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者，其中，所述研磨介质通过烧结包括氧化锆(ZrO2)和氧化铝(Al2O3)中的至少一种的组合物形成。
根据第四方面，本发明致力于一种颗粒研磨介质，该颗粒研磨介质在研磨期间磨得粗糙，例如，在这样一种方法中的研磨期间，该方法包括以下步骤：通过在存在所述颗粒研磨介质的情况下进行研磨，使包含纤维素的纤维基质微纤化，所述颗粒研磨介质在研磨完成之后将被去除。所述研磨介质可以是陶瓷研磨介质。
根据第五方面，本发明致力于一种颗粒研磨介质，该颗粒研磨介质具有(i)至少大约1.6μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.25的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者。所述研磨介质可以是陶瓷研磨介质。
根据第六方面，本发明致力于一种用于制作根据第三、第三及第五方面所述的、或者在第一和第二方面中使用的颗粒陶瓷研磨介质的方法，所述方法包括：
a、获取、提供或制作包括适于制造所述陶瓷研磨介质的原材料的组合物；
b、混合包括原材料的所述组合物，形成混合物；
c、通过将所述混合物与粘合剂混合，形成粘合混合物；
d、通过在降低混合速度的时间段内混合所述粘合混合物来颗粒化所述粘合混合物组合物；
e、可选地使颗粒化的组合物干燥；
f、可选地使颗粒化的组合物成形；
g、可选地将颗粒化的组合物按大小分级；以及
h、烧结颗粒化的组合物。
根据第七方面，提供了一种材料，在存在包含纤维素的纤维基质的情况下搅拌该材料时，该材料粗糙化或磨得粗糙。
根据第八方面，提供了一种未抛光的颗粒研磨介质，该未抛光的颗粒研磨介质具有在经受磨料接触时增加至少1％的表面粗糙度。
根据第九方面，提供了一种抛光的颗粒研磨介质，该抛光的颗粒研磨介质具有在经受磨料接触时增加至少20％的表面粗糙度。
根据第十方面，提供了一种制造微纤化纤维素的方法，所述方法通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，使包含纤维素的纤维基质微纤化，而不需要向所述方法补充新鲜的研磨介质，其中，在所述研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有：(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
根据第十一方面，提供了一种同时制造(a)微纤化纤维素和(b)粗糙化颗粒研磨介质的方法，所述方法包括：通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，研磨包含纤维素的纤维基质，所述颗粒研磨介质在研磨开始时具有：(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
根据第十二方面，提供了颗粒研磨介质在微纤化纤维素的制造中的使用，以减少生产每单位量的微纤化纤维素的能量输入，所述颗粒研磨介质具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者。
根据第十三方面，提供了颗粒研磨介质在微纤化纤维素的制造中的使用，以改进所述微纤化纤维素的一个或更多个特性，所述颗粒研磨介质具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者。
附图说明
图1是利用根据本发明的实施方式的研磨介质与对比研磨介质生成的包括微纤化纤维素的纸张的耐破强度的图。
具体实施方式
一般来说，本发明涉及对WO-A-2010/131016中描述的方法和组合物的修改(例如，改进)，其全部内容通过引用并入于此。
微纤化方法
根据本发明第一方面，该方法包括以下步骤：通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，来对包含纤维素的纤维基质进行微纤化，该颗粒研磨介质在研磨完成之后将被去除。“微纤化”是指这样一种工艺，即，纤维素的微纤维被释放或部分释放为单独物质，或释放为与预微纤化纸浆的纤维相比较小的聚集体。适用于造纸的典型纤维素纤维(即，预微纤化纸浆)包括数百或数千单个纤维素纤维的较大聚集体。通过微纤化纤维素，向微纤化纤维素和包括微纤化纤维素的组合物赋予特定的特征和特性，包括在此描述的特征和特性。
在某些实施方式中，该颗粒研磨介质具有至少大约3.5的比重。在研磨开始时，该研磨介质具有：(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。“颗粒研磨介质”是指除了无机颗粒材料之外的其它介质，其在某些实施方式中与包含纤维素的纤维基质共研磨。有利的是，已经发现颗粒研磨介质具有相对粗糙的表面，有助于(例如，增强)微纤化纤维素制造期间的微纤维的产生。相信由于在研磨工序期间，具有相对粗糙纹理的颗粒研磨介质表面与纤维素纤维的紧密相互作用，因此形成微纤维。不希望受理论束缚，认为微纤维生产的机制是由于颗粒研磨介质的相对粗糙表面在研磨期间“钩住”和“撕裂”和/或“迟缓(delayering)”纤维素。颗粒研磨介质与导致微纤化纤维素的纤维素之间的相互作用可以包括介质-纤维素碰撞、介质颗粒之间或介质颗粒与研磨器壁之间的纤维素剪切。
在此使用的术语“在研磨开始时”是指研磨介质在被用于研磨工序之前的状态。
表面粗糙度可以通过光学干涉测量法来确定，即，通过光学干涉仪进行的、颗粒研磨介质的测试表面相对于参考表面的表面形貌的测量。在某些实施方式中，表面粗糙度根据以下方法来确定。获取颗粒研磨介质的代表性样本，并放置在与光学显微镜联接的干涉仪中。合适的干涉仪是Omniscan MicroXAM2。合适的光学显微镜是Keyence光学显微镜。代表性样本由待分析的颗粒研磨介质的5个单个颗粒(例如，珠粒)组成，其被从任何给定批次的颗粒研磨介质中随机选择。在表面上的两个不同位置确定每个单个颗粒的表面粗糙度，并将10个结果(即每个颗粒两个)平均化。在每个颗粒上的每个位置处分析的表面积的大小是恒定的。在附录1中提供了合适的干涉仪操作过程。在某些实施方式中，表面粗糙度根据附录1中提供的干涉仪操作过程或提供基本相同结果的任何其它合适过程来确定。
平均摩擦系数可以通过摩擦力测量术来确定，即，利用摩擦计执行的、对表面上的摩擦的测量。摩擦计测量在表面彼此相擦时的摩擦和磨损的量值。在某些实施方式中，平均摩擦系数根据以下方法来确定。获取待分析的颗粒研磨介质的三个单个试样(例如，珠粒)，并且每个试样在摩擦计中经受三次相同的轮次(run)。确定每个轮次的摩擦系数，得到九个摩擦系数测量值(即，每个试样三个)。通过将九个摩擦系数测量值相加并除以9，获得平均摩擦系数。附录2提供了合适的摩擦计操作过程。在某些实施方式中，平均摩擦系数根据附录2中提供的摩擦计操作过程或生成基本相同结果的任何其它合适过程来确定。
在某些实施方式中，颗粒研磨介质具有大约0.5μm至大约5.0μm的表面粗糙度，例如，从大约0.5μm至大约4.0μm，或从大约0.5μm至大约3.0μm，或从大约0.5μm至大约2.5μm，或从大约0.5μm至大约2.0μm，或从大约0.5μm至大约1.5μm，或从大约0.5μm至大约1.0μm，或从大约0.55μm至大约5.0μm，或从大约0.6μm至大约5.0μm，或从大约0.65μm至大约5.0μm，或从大约0.7μm至大约5.0μm，或从大约0.75μm至大约5.0μm，或从大约0.8μm至大约5.0μm，或从大约0.85μm至大约5.0μm，或从大约0.90至大约5.0μm，或从大约0.95μm至大约0.5μm，或从大约1.0μm至大约5.0μm。在某些实施方式中，表面粗糙度等于或小于大约5.0μm，例如，等于或小于大约4.5μm，或等于或小于大约4.0μm，或等于或小于大约3.5μm，或等于或小于大约大约3.0μm，或等于或小于大约2.8μm，或等于或小于大约2.6μm，或等于或小于大约2.4μm，或等于或小于大约2.2μm，或等于或小于大于大约2.0μm，或等于或小于大约1.8μm，或等于或小于大约1.6μm，或等于或小于大约1.4μm，或等于或小于大约1.2μm，或等于或小于大约1.0μm。
在某些实施方式中，颗粒研磨介质具有至少大约0.55μm的表面粗糙度，例如，至少大约0.6μm，或至少大约0.65μm，或至少大约0.7μm，或至少大约0.75μm，或至少大约0.8μm，或至少大约0.85μm，或至少大约0.9μm，或至少大约0.95μm，或至少大约1.0μm，或至少大约1.05μm，或至少大约1.1μm，或至少大约1.15μm，或至少大约1.2μm，或至少大约1.25μm，或至少大约1.3μm，或至少大约1.35μm，或至少大约1.4μm，或至少大约1.45μm，或至少大约1.5μm，或至少大约1.55μm，或至少大约1.6μm，或至少大约1.65μm，或至少大约1.7μm，或至少大约1.75μm，或至少大约1.8μm，或至少大约1.85μm，或至少大约1.9μm，或至少大约1.95μm，或至少大约2.0μm，或至少大约2.05μm，或至少大约2.1μm，或至少大约2.15μm，或至少大约2.2μm，或至少大约2.25μm，或至少大约2.3μm，或至少大约2.35μm，或至少大约2.4μm，或至少大约2.45μm，或至少大约2.5μm，或至少大约2.55μm，或至少大约2.6μm，或至少大约2.65μm，或至少大约2.7μm，或至少大约2.75μm，或至少大约2.8μm，或至少大约2.85μm，或至少大约2.9μm，或在至少大约2.95μm，或至少大约3.0μm。
在某些实施方式中，例如在第五方面的某些实施方式中，颗粒研磨介质具有至少大约1.6μm的表面粗糙度，例如，从大约1.6μm至大约5.0μm，或至少大约1.7μm，或至少大约1.8μm，或至少大约1.9μm，或至少大约2.0μm，或至少大约2.1μm，或至少大约2.2μm，或至少大约2.3μm，或至少大约2.4μm，或至少大约2.5μm，或至少大约2.6μm，或至少大约2.7μm，或至少大约2.8μm，或至少大约2.9μm，或至少大约3.0μm，或至少大约3.1μm，或至少大约3.2μm，或至少大约3.3μm，或至少大约3.4μm，或至少大约3.5μm，或至少大约3.6μm，或至少大约3.7μm，或至少大约3.8μm，或至少大约3.9μm，或至少大约4.0μm。在某些实施方式中，表面粗糙度等于或小于大约5.0μm，例如，等于或小于大约4.5μm，或等于或小于大约4.0μm。
在某些实施方式中，颗粒研磨介质具有大约0.10至大约0.50的平均摩擦系数，例如，从大约0.15至大约0.50，或从大约0.175至大约0.50，或从大约0.20至大约0.50，或从大约0.225至大约0.50，或从大约0.25至大约0.50，或从大约0.275至大约0.50，或从大约0.30至大约0.50，或从大约0.325至大约0.50，或从大约0.35至大约0.50，或从大约0.375至大约0.50，或从大约0.40至大约0.50。
在某些实施方式中，平均摩擦系数等于或小于大约0.50，例如，等于或小于大约0.48，或等于或小于大约0.46，或等于或小于大约0.44，或等于或小于大约0.42，或等于或小于大约0.40，或等于或小于大约0.39，或等于或小于大约0.38，或等于或小于大约0.37，或等于或小于大约0.36，或等于或小于大约0.35。
在某些实施方式中，平均摩擦系数为至少大约0.15，例如，至少大约0.175，或至少大约0.20，或至少大约0.225，或至少大约0.25，或至少大约0.275，或至少大约0.30。
在某些实施方式中，研磨介质具有从大约0.5μm至大约5.0μm的表面粗糙度和从大约0.10至大约0.50的平均摩擦系数，例如，从大约0.75μm至大约5.0μm的表面粗糙度和从大约0.10至大约0.50的平均摩擦系数，或从大约1.0μm至大约5.0μm的表面粗糙度和从大约0.10至大约0.50的平均摩擦系数，或从大约1.0μm至大约5.0μm的表面粗糙度和从大约0.10至大约0.50的平均摩擦系数，或从大约0.5μm至大约5.0μm的表面粗糙度和从大约0.20至大约0.50的平均摩擦系数，或从大约0.5μm至大约5.0μm的表面粗糙度和从大约0.25至大约0.50的平均摩擦系数，或从大约0.5μm至大约5.0μm的表面粗糙度和从大约0.30至大约0.50的平均摩擦系数，或者从大约0.75μm至大约4.0μm的表面粗糙度和从大约0.20至大约0.40的平均摩擦系数，或从大约0.75μm至大约3.5μm的表面粗糙度和从大约0.25至大约0.40的平均摩擦系数。
在某些实施方式中，例如在第五方面的某些实施方式中，颗粒研磨介质具有至少大约0.26的平均摩擦系数，例如，至少大约0.28，或至少大约0.30，或至少大约0.32，或至少大约0.34，或至少大约0.36，或至少大约0.38，或至少大约0.40，或至少大约0.42，或至少大约0.44，或至少大约0.46，或至少大约0.48，或至少大约0.50。在某些实施方式中，摩擦系数不大于大约0.80，例如，不大于大约0.75，或不大于大约0.70，或不大于大约0.65，或不大于大约0.60，或不大于大约0.55。
在某些实施方式中，在研磨完成之后，颗粒研磨介质的表面粗糙度为研磨开始时的表面粗糙度的至少大约90％，例如，在研磨开始时的表面粗糙度的至少大约92％，或表面粗糙度的至少大约94％，或表面粗糙度的至少大约96％，或表面粗糙度的至少大约98％，或表面粗糙度的至少大约99％，如根据在此描述的方法确定的。如在此使用的，术语“在研磨完成之后”是指在根据本发明第一方面的方法中使用之后的研磨介质的状态，即，用于制造微纤化纤维素的方法，该方法包括以下步骤：通过在存在研磨介质的情况下研磨来微纤化包含纤维素的纤维基质，例如，用于制造具有从20至50的纤维陡度的微纤化纤维素的方法。所述方法可以在存在或不存在可研磨的无机颗粒材料的情况下进行。
在某些实施方式中，在研磨完成之后，表面粗糙度至少和研磨开始时的表面粗糙度相同，如根据在此描述的方法所确定的。在某些实施方式中，颗粒研磨介质在研磨期间磨得粗糙，使得在研磨完成之后，表面粗糙度大于研磨开始时的表面粗糙度，如根据在此描述的方法所确定的。例如，在某些实施方式中，表面粗糙度在研磨期间增加至少大约1％(即，研磨工序结束时的表面粗糙度比研磨工序开始时的表面粗糙度大至少大约1％)，或者在研磨期间增加至少大约2％，或在研磨期间增加至少3％，或在研磨期间增加至少4％，或在研磨期间增加至少5％，或在研磨期间增加至少6％，在研磨期间至少7％，或在研磨期间增加至少8％，或在研磨期间增加至少9％，或在研磨期间增加至少10％，或在研磨期间增加至少11％，或增加在研磨期间至少12％，或在研磨期间增加至少13％，或在研磨期间增加至少14％，或在研磨期间增加至少15％，或在研磨期间增加至少16％，或增加在研磨期间至少17％，或在研磨期间增加至少18％，或在研磨期间增加至少19％，或在研磨期间增加直至大约20％。在研磨期间磨得粗糙(或至少保持其初始表面粗糙度的至少90％)的研磨介质的提供和使用与常规研磨介质相反，常规研磨介质在研磨期间通常会变得平滑。已经具有大于常规研磨介质的表面粗糙度并且在研磨工序期间另外磨得粗糙的研磨介质的提供和使用可以提供额外的益处，举例来说，如在研磨工序期间持续节省总能量输入，和/或在一种或更多种特性(例如，微纤化纤维素和/或包括微纤化纤维素的纸产品的强度特性(例如，耐破强度))方面的额外改进，和/或更少甚或不需要向研磨工序补充具有所需表面粗糙度和/或摩擦系数的新鲜研磨介质。
因而，在某些实施方式中，提供了一种制造微纤化纤维素的方法，如在此描述的，所述方法通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，来对包含纤维素的纤维基质进行微纤化，而不需要向所述方法补充新鲜研磨介质，其中，在所述研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有：(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
而且，根据某些实施方式，提供了一种同时制造(a)微纤化纤维素和(b)粗糙化颗粒研磨介质的方法，如在此描述的，所述方法包括以下步骤：通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，来对包含纤维素的纤维基质进行研磨，该颗粒研磨介质在研磨开始时具有：(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
另选或另外地，另外有利的是，在某些实施方式中，在研磨完成之后，平均摩擦系数是在研磨开始时的平均摩擦系数的至少大约90％，例如，在研磨开始时的平均摩擦系数的至少大约92％，或者在研磨开始时的平均摩擦系数的至少大约94％，或在研磨开始时的平均摩擦系数的至少大约96％，或在开始时的平均摩擦系数的至少大约98％，或者研磨开始时的平均摩擦系数的至少大约99％，如根据在此描述的方法所确定的。在某些实施方式中，在研磨完成后，平均摩擦系数至少与研磨开始时的表面粗糙度相同，如根据在此描述的方法所确定的。在某些实施方式中，颗粒研磨介质在研磨期间磨得粗糙，使得在研磨完成后，平均摩擦系数大于研磨开始时的平均摩擦系数，如根据在此描述的方法所确定的。例如，在某些实施方式中，平均摩擦系数在研磨期间增加至少大约1％，或在研磨期间增加至少大约2％，或在研磨期间增加至少3％，或在研磨期间增加至少4％，或在研磨期间增加至少4％，或在研磨期间增加至少5％，或在研磨期间增加至少6％，或在研磨期间增加至少7％，或在研磨期间增加至少8％，或在研磨期间增加至少9％，或在研磨期间增加至少10％，或在研磨期间增加至少11％，或在研磨期间增加至少12％，或在研磨期间增加至少13％，或在研磨期间增加至少14％，或在研磨期间增加至少15％，或在研磨期间增加至少16％，或在研磨期间增加至少17％，或在研磨期间增加至少18％，或在研磨期间增加至少19％，或在研磨期间增加直至大约20％。
还应明白，在某些实施方式中，具有小于0.5μm的表面粗糙度和/或小于0.10的平均系数的相对小数量的颗粒(例如，100个颗粒的代表性样品中的五个或更少的颗粒)可以呈现为其中制造或处理研磨介质颗粒的工序的副产品。
在某些实施方式中，颗粒研磨介质具有从大约3.5至大约8.0的比重，例如，从大约3.5至大约7.0，或从大约3.5至大约6.5，或至少大约3.6，或至少大约3.7，或至少大约3.8，或至少大约3.9，或至少大约4.0，或至少大约4.1，或至少大约4.2，或至少大约4.3，或至少大约4.4，或至少大约4.5，或至少大约4.6，或至少大约4.7，或至少大约4.8，或至少大约4.9，或至少大约5.0，或至少大约5.1，或至少大约5.2，或至少大约5.3，或至少大约5.4，或至少大约5.5，或至少大约5.6，或至少大约5.6，或至少大约5.7，或至少大约5.8，或至少大约5.9，或至少大约6.0的比重。较高的比重是优选的，因为这种研磨介质在制造微纤化纤维素期间具有降低的甚或没有从研磨容器(例如塔式粉碎机)中淘选(elutriate)的趋势。另外，较高的比重允许增加磨机生产率和利用率。这是因为更致密的介质导致更高的马达功率消耗(即，更高的马达效率)；当利用较高比重的介质时，在研磨机体积内每单位时间有更多的能量传递至颗粒。结果，缩短了达到目标能量或颗粒尺寸的时间。
在某些实施方式中，颗粒研磨介质包括颗粒尺寸在从大约0.5mm至大约15mm的范围内的颗粒、基本上由这样的颗粒组成，或者由这样的颗粒组成，例如，从大约0.5mm至大约12mm，例如，从大约1mm至大约10mm，或从大约1mm至大约8mm，或从大约1mm至大约6mm，或从大约1mm至大约5mm，或从大约1mm至大约4mm，或从大约1mm至大约3mm的范围内。本领域技术人员理解，在本文中使用的术语“颗粒尺寸”是指颗粒通过具有对应于颗粒尺寸的孔径尺寸的滤网。因此，举例来说，使颗粒通过具有8mm孔径尺寸的滤网将产生具有不大于8mm的颗粒尺寸的研磨介质颗粒。类似地，具有从大约1mm至大约3mm的颗粒尺寸的研磨介质意味着分别利用具有大约1mm(最小)和大约3mm(最大)孔径尺寸的筛网可以获取该研磨介质。
颗粒研磨介质可以由天然或合成材料形成，例如，由适于用作研磨介质的致密、硬质矿物、陶瓷或金属材料形成。在某些实施方式中，所述颗粒研磨介质是陶瓷研磨介质。这种材料包括氧化铝、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化铈(ceria)，或氧化钇和/或氧化铈稳定的氧化锆的材料，及其混合物。在某些实施方式中，颗粒陶瓷研磨介质可以具有多于一种材料的复合结构，例如，氧化铝和氧化锆，或氧化铝和硅酸锆，或氧化铝和多铝红柱石(mullite)。在某些实施方式中，颗粒研磨介质不专门由多铝红柱石组成。在某些实施方式中，颗粒研磨介质不包含多铝红柱石。
可以配制颗粒研磨介质，以将SiO2含量限制到特定的低水平，例如，小于大约4重量％，并且优选为不大于大约2重量％。颗粒研磨介质可以包含不超过10重量百分比的氧化铁，例如，不超过8重量％的氧化铁，或不超过6重量％的氧化铁，或不超过4重量％的氧化铁，或不超过2重量％的氧化铁，或不超过1重量％的氧化铁。
在第一或第二方面的某些实施方式中，该颗粒研磨介质是根据第三方面所述的颗粒研磨介质，如下详细描述的。
颗粒研磨介质可以包括任何合适形状的颗粒，例如，球、珠、磨段(cylpeb)、团粒(pallet)、杆、圆盘、立方体、环形体、圆锥体等。
在某些实施方式中，颗粒研磨介质包括大致球形的颗粒，例如，球和/或珠。例如，研磨介质可以包括至少10重量％的大致球形的颗粒，或者可以包括至少20重量％的大致球形的颗粒，或可以包括至少30重量％的大致球形的颗粒，或者可以包括至少40重量％的大致球形的颗粒，或者可以包括至少50重量％的大致球形的颗粒，或者可以包括至少60重量％的大致球形的颗粒，或者可以包括至少70重量％的大致球形的颗粒，或者可以包括至少80重量％的大致球形的颗粒，或者可以包括至少90重量％的大致球形的颗粒，或者可以基本上仅包括(例如95重量％或以上，或者至少99重量％)大致球形的颗粒。
在某些实施方式中，研磨介质包括杆状颗粒，例如，具有等于或大于大约2:1的纵横比的杆状颗粒。
杆状颗粒是具有沿着主体的限定外表面的长度延伸的轴和相对端面的实体。外表面和相对端面一起限定主体。在某些实施方式中，纵向轴基本上是直线的，由此，意味着表示两端之间的最短距离的线完全落入主体内。在其它实施方式中，杆状粒子可以采取其中轴为曲线的弧形形式，并且表示最短距离的线不完全落入主体内。设想具有直线轴的杆状体和具有弓形形状的主体的混合物，作为这样的实施方式，其中，大致所有(例如，90重量％或95重量％或99重量％)的、纵横比为2:1或更大的杆状颗粒具有直线形式或者具有弓形形式。
在某些实施方式中，杆状颗粒的横截面沿着颗粒的长度大致恒定。“大致恒定”是指横截面的主要尺度不变化，例如，大于20％或大于10％或大于5％。在另一实施方式中，杆状颗粒的横截面沿颗粒的长度变化，例如，变化达大于20％。例如，杆状颗粒的主体可以采取桶的形式，其中，颗粒的主体的每个端部处的横截面小于在所述端部之间测量到的横截面；或者例如，杆状颗粒的主体可以采取反向桶(inverse barrel)的形式，其中，颗粒的每个端部处的横截面大于在所述端部之间测量到的横截面。杆状颗粒的横截面形状可以是对称或不对称的。例如，横截面形状可以是圆形或大致圆形，或者可以是大致卵形。其它形状包括角形状，如三角形、正方形、矩形、星形(五和六角形、菱形等。外部纵向表面和相对端面之间的边界可以是有角的，即，具有离散的尖锐边界，或者无角的，即，圆形或倒圆的。端表面可以是平的、凸的或凹的。
如前提到的，杆状颗粒的纵横比有利地为2:1或大于2:1。纵横比应理解为颗粒的最长尺度与最短尺度的比率。出于本目的，最长尺度是杆状颗粒的轴向长度。在颗粒沿其长度具有恒定横截面的情况下，出于限定纵横比的目的的最短尺度是穿过颗粒横截面的几何中心的横截面的最大尺度。在横截面沿着颗粒的长度改变的情况下，出于限定纵横比的目的的最短尺度是横截面最大的点处的最大尺度。在颗粒具有不规则形状的横截面的情况下，出于限定纵横比的目的的最短尺度是垂直于杆状颗粒的轴的最大横向尺度。用于本发明的某些实施方式的合适的杆状颗粒的示例是具有大致直线轴和大致圆形横截面的颗粒。
用于本发明的某些实施方式的合适的杆状颗粒的另一示例是具有弧形形式和大致圆形横截面的颗粒。在这两个示例中，外部纵向表面与相对端面之间的边界是圆形的，并且端部总体上是平坦的或凸起的。在某些实施方式中，杆状颗粒的纵横比为2.5:1或大于2.5:1，或纵横比为3:1或大于3:1，或纵横比为4:1或大于4:1，或纵横比为5:1或大于5:1，或纵横比为6:1或大于6:1。纵横比可以为10:1或小于10:1，或可以为9:1或小于9:1，或可以为8:1或小于8:1，或可以为7:1或小于7:1。或可以为6:1或小于6:1，或可以为5:1或小于5:1。纵横比可以在从2:1至10:1的范围内，或者可以在从2:1至5:1的范围内，或者可以在从3:1至8:1的范围内，或者可以在从3:1至6:1的范围内。
在某些实施方式中，杆状粒子的轴向长度范围为从大约1mm至大约5mm，或从大约2mm至大约4mm。在另一实施方式中，杆长度小于大约3mm。
在某些实施方式中，研磨介质可以包括(即，除了具有2:1或更大的纵横比的杆状颗粒以外)其它颗粒，这些其它颗粒选自具有小于2:1的纵横比的杆状颗粒和具有其它形状(如球体、磨段、立方体、圆盘、环形体、圆锥体等)的颗粒。例如，研磨介质可以包括至少10重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以包括至少20重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以包括至少30重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以包括至少40重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以包括至少50重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以包括至少60重量％的纵横比为2:1或者更大的杆状颗粒，或者可以包括至少70重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以包括至少80重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以包括至少90重量％的纵横比为2:1或更大的杆状颗粒，或者可以基本上仅包括(例如，95重量％或以上)纵横比为2:1或更大的杆状颗粒。还应理解，在本发明的某些实施方式中，纵横比小于2:1的相对少量的成形颗粒可以作为制造或处理颗粒的工序的副产品而存在。类似地，具有相对高的纵横比(举例来说，如大于大约10:1)的杆状颗粒可以被添加至研磨工序，在该情况下，这些杆可以在研磨工序期间折断(snap)至它们自己的优选长度。还将理解，随着研磨工序的进行，至少一些杆状颗粒的形状可能演变，致使端部变圆，从而纵横比降低，并且在一些情况下，原始杆状颗粒可能最终变成小球体，因此典型的成熟研磨机可能含有杆、磨损的杆、甚或球体。因此，初始具有至少2:1或更大的纵横比的杆状颗粒的“加工(worked-in)”样品可以包含在形状上与包括在原始介质中的杆状颗粒稍微不同的大部分颗粒(如果加工时间足够长)。研磨机可以利用包括纵横比为2:1或更大的杆状颗粒的新鲜介质加满。
包含纤维素的纤维基质可以衍生自任何合适的来源，诸如木材、禾草(例如，甘蔗、竹)或碎布(例如，纺织废物、棉花、大麻或亚麻)。包含纤维素的纤维基质可以是纸浆(即，纤维素纤维悬浮在水中)的形式，其可通过任何合适的化学或机械处理或其组合来制备。例如，纸浆可以是化学纸浆，或化学热机械纸浆，或机械纸浆，或再生纸浆，或造纸厂废纸，或造纸废水，或来自造纸厂的废物，或其组合。纤维素纸浆可以被打浆(例如，在Valley打浆机中)和/或以其它方式精制(例如，在锥形或板式精浆机中加工)至任何预定的游离度，在本领域中称为加拿大标准游离度(CSF)，以cm3计。CSF是指根据纸浆悬浮液可以排出的速率测量的纸浆的游离度或排放速率的值。例如，在微纤化之前，纤维素纸浆可以具有大约10cm3或更大的加拿大标准游离度。纤维素纸浆可以具有大约700cm3或更小的CSF，例如，等于或小于大约650cm3，或等于或小于大约600cm3，或等于或小于大约550cm3，小于大约500cm3，或等于或小于大约450cm3，或等于或小于大约400cm3，或等于或小于大约350cm3，或等于或小于大约300cm3，或等于或小于大约300cm3，小于大约250cm3，或等于或小于大约200cm3，或等于或小于大约150cm3，或等于或小于大约100cm3，或等于或小于大约50cm3。然后，可以通过本领域公知的方法将纤维素纸浆脱水，例如，可以通过筛网过滤纸浆，以便获取包括至少大约10％固体的湿片材，例如，至少大约15％固体，或至少大约20％固体，或至少大约30％固体，或至少大约40％固体。纸浆可以在未精制的状态使用，即，不被打浆或脱水，或以其它方式精制。
微纤化的步骤可以在任何合适的装置中进行，包括但不限于精浆机。在一个实施方式中，该微纤化步骤在研磨容器中进行。该微纤化步骤可以在水环境中执行，即，在湿磨条件下执行。在另一实施方式中，该微纤化步骤在均质器中执行。
在某些实施方式中，在存在可研磨的无机颗粒材料的情况下执行微纤化工序，例如，研磨。在某些实施方式中，在不存在可研磨的无机颗粒材料的情况下执行研磨。
研磨介质可以以填料体积的直至大约70％的量存在。研磨介质可以以填料体积的至少大约10％的量存在，例如、填料体积的至少大约20％，或填料体积的至少大约30％，或填料体积的至少大约40％，或填料体积的至少大约50％，或填料体积的至少大约60％。在某些实施方式中，研磨介质以填料体积的大约30％至大约70％的量存在，例如，填料体积的大约40％至大约60％，例如，填料体积的大约45％至大约55％。
“填料(charge)”是指作为进给至研磨容器的进料的组合物。填料包括水(当存在时)、研磨介质、包含纤维素和无机颗粒材料(当存在时)的纤维基材以及如在此描述的任何其它可选添加剂(当存在时)。
研磨可以在立式磨机或卧式磨机中执行。
在某些实施方式中，研磨在研磨容器中执行，如滚磨机(例如、杆、球以及自体(autogenous))、搅拌磨(例如，SAM或IsaMill)、塔磨机、搅拌介质磨(SMD:StirredMediaDetritor)，或研磨容器，其包括旋转的平行研磨板，在平行研磨板之间进给待研磨的进料。
在一个实施方式中，研磨容器是立式磨，例如，搅拌磨，或搅拌介质磨，或塔磨机。
立式磨机可以包括处于一个或更多个研磨区域上方的筛网。在一实施方式中，筛网与静止区域和/或分类器相邻地设置。筛网的尺寸可以调整成将研磨介质与包括微纤化纤维素和无机颗粒材料的产品水悬浮液分离开，并增强研磨介质沉积。
在一个实施方式中，研磨容器是塔磨机。塔磨机可以包括处于一个或更多个研磨区上方的静止区。静止区是朝向塔磨机内顶部定位的区域，在该区域中，进行最小研磨或不进行研磨，并且包括微纤化纤维素和(若存在的话)无机颗粒材料。该静止区域是研磨介质的颗粒向下沉积到塔磨机的一个或更多个研磨区域中的区域。
塔磨机可以包括贯穿其长度的、配备有一系列叶轮转子盘的竖直叶轮轴。叶轮转子盘的动作在整个磨机中产生一系列离散的研磨区。
塔磨机可以包括处于一个或更多个研磨区域上方的分类器。在实施方式中，分类器被顶部安装并位于静止区附近。分类器可以是水力旋流器。
塔磨机可以包括处于一个或更多个研磨区域上方的筛网。在实施方式中，筛网位于静止区域和/或分类器附近。筛网的尺寸可以被调整成分离研磨介质与包括微纤化纤维素和(若存在的话)无机颗粒材料的产品水悬浮液，并增强研磨介质沉积。
在另一实施方式中，研磨在筛分研磨机中执行，例如，搅拌介质磨。筛分研磨机可以包括一个或更多个筛网，筛网的尺寸被调整成将研磨介质与包括微纤化纤维素和无机颗粒材料的产品水悬浮液分离。筛分研磨机可以包括具有至少大约250μm的标称孔径尺寸的一个或更多个筛网，例如，所述一个或更多个筛网可以具有以下的标称孔径尺寸：至少大约300μm、或至少大约350μm、或至少大约400μm，或至少大约450μm，或至少大约500μm，或至少大约550μm，或至少大约600μm，或至少大约650μm，或至少大约700μm，或至少大约750μm，或至少大约800μm，或至少大约850μm，或至少大约900μm，或至少大约1000μm，或至少大约1250μm，或至少大约1500μm。在某些实施方式中，筛分研磨机可以包括具有直至大约4000μm的标称孔径尺寸的一个或更多个筛网，例如，直至大约3500μm，或直至大约3000μm，或直至大约2500μm，或直至大约2000μm。
在某些实施方式中，初始固体含量的至少大约5重量％可以是包含纤维素的纤维基质，例如，初始固体含量的至少大约10重量％，或至少大约15重量％，或至少大约20重量％可以是包含纤维素的纤维基质。
如在此描述的，在本方法中使用的能量总量(即，总能量输入)可以小于在对比方法中使用的能量总量，在该对比方法中，颗粒研磨介质在研磨开始时具有的(i)不太粗糙的表面粗糙度和/或(ii)比本发明第一方面的方法所需平均摩擦系数小的平均摩擦系数。这样，本发明人惊奇地发现，当纤维素纸浆在存在具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者的颗粒研磨介质的情况下研磨时，可以在相对较低的能量输入下进行微纤化。换句话说，可以使用颗粒研磨介质，以便减少生产每单位量的微纤化纤维素的能量输入。而且，如上所述，在某些实施方式中，使用颗粒研磨介质(该颗粒研磨介质具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者)可以改善微纤化纤维素的一个或多个特性，例如，微纤化纤维素和/或包括微纤化纤维素的纸产品的强度特性(例如，耐破强度)。
当存在时，无机颗粒材料例如可以是碱土金属碳酸盐或硫酸盐，如碳酸钙、碳酸镁、白云石、石膏、含水高岭石族矿物(kandite)粘土(诸如高岭土、多水高岭土或球粘土)、无水(焙烧)高岭石族矿物粘土(诸如偏高岭土或完全焙烧的高岭土)、滑石、云母，珍珠岩或硅藻土，或氢氧化镁，或三水合氟合铝，或其组合。
在某些实施方式中，无机颗粒材料包括碳酸钙或者是碳酸钙。在下文中，本发明的某些实施方式可以趋于用碳酸钙来讨论，并且涉及碳酸钙被加工和/或处理的方面。本发明不应被解释为限于这种实施方式。
在本发明的某些实施方式中使用的颗粒碳酸钙可以通过研磨从天然来源获取。研磨碳酸钙(GCC)通常通过粉碎并接着研磨矿物来源(诸如白垩、大理石或石灰石)而获取，其随后可以进行颗粒尺寸分类步骤，以便获取具有希望细度的产品。也可以使用其它技术(诸如漂白、浮选以及磁分离)，来获取具有希望细度和/或颜色的产品。颗粒固体材料可以自体研磨，即，通过固体材料本身的颗粒之间的磨擦，或者另选地，在包括与待研磨的碳酸钙不同的材料的颗粒的颗粒研磨介质的情况下。这些工序可以在存在或不存在可在工序的任何阶段加入的分散剂和杀生物剂的情况下执行。
在本发明的某些实施方式中，沉淀碳酸钙(PCC)可以用作颗粒碳酸钙的来源，并且可以通过本领域可用的任何已知方法生产。TAPPI Monograph Series No 30，“PaperCoating Pigments”，第34-35页描述了用于制备沉淀碳酸钙的三种主要的商业工艺，其适用于制备用于造纸工业的产品，但也可用于本发明某些实施方式的实践中。在所有三种工艺中，首先将碳酸钙进给材料(如石灰石)焙烧以产生生石灰，然后将生石灰在水中熟化以产生氢氧化钙或石灰乳。在第一种工艺中，石灰乳直接用二氧化碳气体碳酸化。该工艺具有不形成副产品的优点，并且相对容易控制碳酸钙产品的特性和纯度。在第二种工艺中，石灰乳与苏打灰接触，以通过复分解来产生碳酸钙沉淀物和氢氧化钠溶液。如果该工艺在商业上使用，则氢氧化钠可以大致完全与碳酸钙分离。在第三个主要的商业工艺中，石灰乳首先与氯化铵接触，以得到氯化钙溶液和氨气。然后将氯化钙溶液与苏打灰接触，以通过复分解产生沉淀的碳酸钙和氯化钠溶液。根据所使用的具体反应工艺，晶体可以按照多种不同的形状和尺寸生成。PCC晶体的三种主要形式是文石、菱面体以及偏三角面体，所有这些形式都适用于本发明的某些实施方式，包括其混合物。
碳酸钙的湿法研磨涉及形成碳酸钙的水悬浮液，其然后可以可选地在存在合适分散剂情况下加以研磨。针对有关碳酸钙的湿磨的更多信息，例如可以参考EP-A-614948(其内容通过引用整体而并入于此)。
在一些情况下，可以包括少量添加的其它矿物质，例如，也可以存在高岭土、焙烧高岭土、硅灰石、铝土矿、滑石或云母中的一种或多种。
当从天然存在的来源获取无机颗粒材料时，可能一些矿物杂质将污染研磨材料。例如，天然存在的碳酸钙可以与其它矿物质关联存在。因此，在一些实施方式中，无机颗粒材料包括一定量的杂质。然而，通常来说，在本发明的某些实施方式中使用的无机颗粒材料将包含小于大约5重量％、优选小于大约1重量％的其它矿物杂质。
无机颗粒材料可以具有这样的颗粒尺寸分布，即，使得至少大约10重量％，例如至少大约20重量％，例如至少大约30重量％，例如至少大约40重量％，例如至少大约50重量％，例如至少大约60重量％，例如至少大约70重量％，例如至少大约80重量％，例如至少大约90重量％，例如至少大约95重量％，或例如大约100％的颗粒具有小于2μm的e.s.d。
在某些实施方式中，至少大约50重量％的颗粒具有小于2μm的e.s.d，例如，至少大约55重量％的颗粒具有小于2μm的e.s.d，或至少大约60重量％的颗粒具有小于2μm的e.s.d。
除非另有说明，在此针对无机颗粒材料引用的颗粒尺寸特性是以公知的方式，通过利用由Micromeritics Instruments Corporation,Norcross,Georgia,USA(网站：www.micromeritics.com)提供的Sedigraph 5100机器(在此被称为“MicromeriticsSedigraph 5100单元”)，在水性介质中沉积处于完全分散状态的颗粒材料来测量。这种机器提供了具有小于给定e.s.d值的尺寸(在本领域中称为“等效球体直径”(e.s.d))的颗粒的累积重量百分比的测量和标绘图。平均颗粒尺寸d50是以这种方式确定的颗粒e.s.d的值，在该值下存在50重量％的、具有小于d50值的等效球体直径的颗粒。
另选的是，在规定的情况下，在此针对无机颗粒材料引用的颗粒尺寸特性是如通过激光散射领域中采用的公知常规方法，利用由Malvern Instruments Ltd提供的MalvernMastersizer S机器(或通过给出基本相同结果的其它方法)所测量的。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、悬浮液以及乳液中的颗粒的尺寸。这种机器提供了具有小于给定e.s.d值的尺寸(在本领域中称为“等效球体直径”(e.s.d))的颗粒的累积体积百分比的测量和标绘图。平均颗粒尺寸d50是以这种方式确定的颗粒e.s.d的值，即，在该值下有50体积％的、具有小于d50值的等效球体直径的颗粒。
由此，在另一实施方式中，无机颗粒材料可以具有在通过激光散射领域中采用的公知常规方法所测量的颗粒尺寸分布，使得至少大约10体积％，例如至少大约20体积％，例如至少大约30体积％，例如至少大约40体积％，例如至少大约50体积％，例如至少大约60体积％，例如至少大约70体积％，例如至少大约80体积％，例如至少大约90体积％，例如至少大约95体积％，或例如大约100体积％的颗粒具有小于2μm的e.s.d。
在某些实施方式中，至少大约50体积％的颗粒具有小于2μm的e.s.d，例如，至少大约55体积％的颗粒具有小于2μm的e.s.d，或至少大约60体积％的颗粒具有小于2μm的e.s.d。
WO-A-2010/131016第40页第32行至第41页第34行提供了可以被用于利用激光散射领域中采用的公知常规方法，来表征无机颗粒材料和微纤化纤维素的混合物的颗粒尺寸分布的过程细节，其全部内容通过引用并入于此。
用于根据本发明第一方面的方法中的另一种优选无机颗粒材料是高岭土。此后，本说明书的该部分可倾向于就高岭土以及关于加工和/或处理高岭土的方面进行讨论。本发明不应被解释为限于这种实施方式。因此，在一些实施方式中，高岭土以未加工的形式使用。
在本发明的某些实施方式中使用的高岭土可以是衍生自天然来源的加工材料，即，原始天然高岭土矿物。加工的高岭土通常可以包含至少大约50重量％的高岭石。例如，大多数商业加工的高岭土包含大于大约75重量％的高岭石，并且可以包含大于大约90重量％(在一些情况下，大于大约95重量％)的高岭石。
本发明中使用的高岭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，通过已知的精制或精选步骤)由原始天然高岭土矿物来制备。
例如，粘土矿物可以利用还原性漂白剂(如亚硫酸氢钠)漂白。如果使用亚硫酸氢钠，则在亚硫酸氢钠漂白步骤之后，漂白的粘土矿物可以可选地加以脱水，并且可选地洗涤并再次可选地脱水。
可以处理粘土矿物以除去杂质，例如，通过本领域公知的絮凝、浮选或磁性分离技术。另选的是，本发明的第一方面中使用的粘土矿物可以是未处理的固体形式或水性悬浮液。
在本发明的某些实施方式中使用的、用于制备颗粒高岭土的工序还可以包括一个或更多个粉碎步骤，例如，研磨(grinding)或碾磨(milling)。使用粗高岭土的轻微粉碎以获得其合适的分层。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来执行。可以利用公知过程精制粗高岭土，以除去杂质并改善物理特性。高岭土可以通过已知的颗粒尺寸分类过程(例如，筛选和离心(或两者))加以处理，以获取具有希望的d50值或颗粒尺寸分布的颗粒。
无机颗粒材料与纤维素材料(包括微纤化纤维素)的相对量可以基于无机颗粒材料和纤维素材料的干重在比率上从大约99.5:0.5变化至大约0.5:99.5，例如，基于无机颗粒材料与纤维素材料的干重在比率上从大约99.5:0.5变化至大约50:50。例如，无机颗粒材料与纤维素材料的量的比率可以为大约99.5:0.5至大约70:30。在某些实施方式中，无机颗粒材料与纤维素材料的比率为大约80:20，或例如大约85:15，或大约90:10，或大约91:9，或大约92:8，或大约93:7，或大约94:6，或大约95:5，或大约96:4，或大约97:3，或大约98:2，或大约99:1。
在某一实施方式中，通过第一方面的方法可获得的微纤化纤维素包括直至大约80重量％的水，例如，直至大约75％的水，或直至大约70％，或直至大约65重量％的水，或直至大约60重量％的水，或直至大约55重量％的水，或直至大约50重量％的水，或直至大约45重量％的水，或直至大约40重量％的水，或直至大约35重量％的水，或直至大约30重量％的水，或直至大约25重量％的水。
在某些实施方式中，通过第一方面的方法可获得的微纤化纤维素包括从大约50重量％至大约70重量％的水，例如，从大约55重量％至大约65重量％的水，或从大约60重量％至大约70重量％的水，或从大约60重量％至大约65重量％的水，或从大约65重量％至大约70重量％的水。
通过第一方面的方法可获得的微纤化纤维素可以包括其它可选添加剂，包括但不限于分散剂、杀生物剂、助悬剂、盐以及其它添加剂，例如，淀粉或羧甲基纤维素或聚合物，其可以促进矿物颗粒与纤维的相互作用。
在存在可研磨无机颗粒的某些实施方式中，包括纤维素的纤维基质和无机颗粒材料以至少大约2重量％的初始固体含量存在于水性环境中，其中，至少大约2重量％是包括纤维素的纤维基质，例如，从大约2重量％至大约20重量％，或从大约4重量％至大约15重量％，或从大约5重量％至大约12重量％，或从大约7重量％至大约10重量％的初始固体含量。在这种实施方式中，初始固体含量的至少大约5重量％可以是包含纤维素的纤维基质，例如，初始固体含量的至少大约10重量％，或至少大约15重量％，或至少大约20重量％可以是包含纤维素的纤维基质。在某些实施方式中，不超过大约40重量％的初始固体含量是包括纤维素的纤维基质，例如，不超过大约30重量％的初始固体含量是包括纤维素的纤维基质，或不超过大约25重量％的初始固体含量是包括纤维素的纤维基质。
研磨工序可以包括预研磨步骤，在该预研磨步骤中，在研磨器容器中将粗无机颗粒研磨至预定的颗粒尺寸分布，之后将包括纤维素的纤维材料与预研磨的无机颗粒材料组合，并且在相同或不同的研磨容器继续研磨，直到获得希望程度的微纤化为止。
由于待研磨的材料的悬浮液可以具有相对高的粘度，因此，可以在研磨之前或期间将合适的分散剂加入悬浮液中。分散剂例如可以是水溶性缩合磷酸盐、聚硅酸(polysilicic acid)或其盐，或聚合电解质，例如，具有不大于80000的数均分子量的聚(丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)的水溶性盐。基于干的无机颗粒固体材料的重量，分散剂的用量通常处于0.1重量％-2.0重量％的范围内。悬浮液可以适当地在范围为4℃-100℃的温度下研磨。
在微纤化步骤期间可以包括的其它添加剂包括：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，以及木材降解酶。
在某些实施方式中，处理该工序的产品以除去至少一部分或大致全部的水，从而形成部分干燥或基本完全干燥的产品。例如，至少大约10体积％，例如，至少大约20体积％，或至少大约30体积％，或至少大约40体积％，或至少大约50体积％，或至少大约60体积％，或至少大约70体积％，或至少大约80体积％，或至少大约90体积％，或至少大约100体积％的水可以从研磨工序产品中除去。可以使用任何合适的技术从产品中除去水，例如，包括通过重力或真空辅助排水，有或没有压制(pressing)，或通过蒸发，或通过过滤，或通过这些技术的组合。部分干燥或基本完全干燥的产品将包括微纤化纤维素并可选地包括无机颗粒材料以及在干燥之前可能已经加入的任何其它可选添加剂。部分干燥或基本完全干燥的产品可以储存或包装以供出售。部分干燥或基本完全干燥的产品可可以可选地再水化并掺入造纸组合物和其它纸产品中，如在此描述的那样。
包含纤维素的纤维基质可以在存在无机颗粒材料的情况下进行微纤化，以获得具有通过激光散射测量的范围为大约5μm至大约500μm的d50的微纤化纤维素。包含纤维素的纤维基质可以在存在无机颗粒材料的情况下进行微纤化，以获得具有等于或小于大约400μm的d50的微纤化纤维素，例如，d50等于或小于大约300μm，或等于或小于大约200μm，或等于或小于大约150μm，或等于或小于大约125μm，或等于或小于大约100μm，或等于或小于大约90μm，或等于或小于大约80μm，或等于或小于大约70μm，或等于或小于大于大约60μm，或等于或小于大约50μm，或等于或小于大约40μm，或等于或小于大约30μm，或等于或小于大约20μm，或等于或小于大约10μm。
包含纤维素的纤维基质可以在存在无机颗粒材料的情况下进行微纤化，以获得具有从大约0.1μm-500μm的模态纤维颗粒尺寸和从0.25μm-20μm的模态无机颗粒材料颗粒尺寸的微纤化纤维素。包含纤维素的纤维基质可以在存在无机颗粒材料的情况下进行微纤化，以获得具有至少大约0.5μm的模态纤维颗粒尺寸的微纤化纤维素，例如，至少大约10μm，或至少大约50μm，或者至少大约100μm，或至少大约150μm，或至少大约200μm，或至少大约300μm，或至少大约400μm。
包含纤维素的纤维基质可以在存在无机颗粒材料的情况下进行微纤化，以获得具有如由Malvern测量的、等于或大于10的纤维陡度的微纤化纤维素。纤维陡度(即，纤维的颗粒尺寸分布的陡度)由下式确定：
陡度＝100×(d30/d70)
微纤化纤维素可以具有等于或小于大约100的纤维陡度。微纤化纤维素可以具有等于或小于大约75，或等于或小于大约50，或等于或小于大约40，或等于或小于大约30的纤维陡度。微纤化纤维素可以具有从大约20至大约50，或从大约25至大约40，或从大约25至大约35，或从大约30至大约40的纤维陡度。
在WO-A-2010/131016的第40页第32行至第41页第34行中描述了用于特征化微纤化纤维素的颗粒尺寸分布和无机颗粒材料与微纤化纤维素的混合物的合适过程。
根据第三、第四以及第五方面的研磨介质可选地用于第一和第二方面。
第三方面的颗粒陶瓷研磨介质具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者。该研磨介质通过烧结包含氧化锆(ZrO2)(例如，氧化铈稳定的氧化锆)和氧化铝(Al2O3)中的至少一种的组合物而形成。
在某些实施方式中，该组合物包含氧化锆(ZrO2)，这意味着通过烧结这种组合物而形成的颗粒陶瓷研磨介质将包含氧化锆相。
在某些实施方式中，该组合物还包含基于组合物总重量的大约5wt.％至大约25wt.％的氧化铈(Ce2O3)，例如，从大约10wt.％至大约20wt.％的氧化铈，或从大约12wt.％至大约18wt.％的氧化铈，或从大约10wt.％至大约15wt.％的氧化铈，或从大约11wt.％至大约14wt.％的氧化铈，或从大约11wt.％至大约13wt.％的氧化铈。另外，该组合物可以包含基于组合物总重量的至少大约40wt.％的氧化锆，例如，从大约40wt.％至大约90wt.％的氧化锆，或从大约40wt.％至大约80wt.％的氧化锆，或从大约50wt.％至大约70wt.％的氧化锆，或从大约55wt.％至大约70wt.％的氧化锆，或从大约60wt.％至大约75wt.％的氧化锆，或从大约65wt.％至大约75wt.％的氧化锆，或从大约65wt.％至大约70wt.％的氧化锆。另外，该组合物可以包含直至大约40wt.％的氧化铝，例如，直至大约30wt.％的氧化铝，或从大约1wt.％至大约40wt.％的氧化铝，或从大约5wt.％至大约30wt.％的氧化铝，或从大约10wt.％至大约25wt.％的氧化铝，或从大约10wt.％至大约20wt.％氧化铝，或从大约12wt.％至大约20wt.％的氧化铝，或从大约14wt.％至大约20wt.％的氧化铝，或从大约14wt.％至大约18wt.％的氧化铝。
在组合物包含氧化铈和氧化锆，或氧化铈、氧化锆以及氧化铝的实施方式中，氧化铈和氧化锆可以是氧化铈稳定的氧化锆的形式。在某些实施方式中，氧化铈稳定的氧化锆包含基于氧化铈稳定的氧化锆的总重量的大约10wt.％至大约20wt.％的氧化铈，和直至大约90wt.％的氧化锆，例如，从大约12wt.％至大约18wt.％的氧化铈和直至大约88wt.％的氧化锆，或从大约14wt.％至大约16wt.％和直至大约86wt.％的氧化锆，或直至大约85wt.％的氧化锆，或直至大约84wt.％的氧化锆。
在某些实施方式中，氧化铈稳定的氧化锆包含不超过大约2wt.％的氧化铁，例如，不超过大约1wt.％的氧化铁，或不超过大约0.75wt.％的氧化铁，或不超过大约0.5wt.％的氧化铁，或从大约0.1wt.％至大约0.75wt.％的氧化铁，或从大约0.2wt.％至大约0.6wt.％的氧化铁。
在某些实施方式中，组合物包含至少大约10wt.％的氧化铝与余下的氧化铈稳定的氧化锆(其可以包含少量氧化铁，如上所述)，其中，氧化铈稳定的氧化锆包含如上所述相对量的氧化铈和氧化锆。在某些实施方式中，组合物包含从大约10wt.％至大约30wt.％的氧化铝，其余为氧化铈稳定的氧化锆，例如，大约15wt.％至大约25wt.％的氧化铝，其余为氧化铈稳定的氧化锆。
在某些实施方式中，组合物包含从大约15wt.％至大约25wt.％的氧化铝，从大约10wt.％至大约15wt.％的氧化铈，和大约50wt.％至大约75wt.％的氧化锆。
在某些实施方式中，颗粒陶瓷研磨介质通过烧结包含至少大约90wt.％的氧化铝的组合物来形成，例如，包含至少大约95wt.％的氧化铝，或至少大约99wt.％氧化铝，或至少大约99.5wt.％的氧化铝，或至少大约99.9wt.％或基本上100wt.％的氧化铝。例如，颗粒研磨介质可以通过烧结含氧化铝的材料(举例来说，如工业级氧化铝、铝土矿或其氧化物的任何其它合适的组合物)制成。
在某些实施方式中，根据第三和第四方面的颗粒陶瓷研磨介质可通过包括以下步骤的方法获得：
a、获取、提供或制造包括适于制造所述陶瓷研磨介质的原材料的组合物；
b、混合包括原材料的所述组合物，形成混合物；
c、将所述混合物与粘合剂和/或溶剂混合，形成粘合混合物；
d、通过在降低混合速度的时间段内混合所述粘合混合物，颗粒化所述粘合混合物；
e、可选地使颗粒化的组合物干燥；
f、可选地使颗粒化的组合物成形；
g、可选地将颗粒化的组合物按大小分级；以及
h、烧结颗粒化的组合物。
在某些实施方式中，将该方法的步骤b)中的原料均质化(例如，通过混合)，从而形成均质化组合物。“均质化”是指原料的混合物始终具有均匀的组成。在这种实施方式中，在步骤c)中将均质化的组合物与粘合剂和/或溶剂组合，从而形成粘合的均质化组合物，其通过在步骤d)中在降低混合速度的时段内被混合而颗粒化。
粘合剂和/或溶剂是工业中公知的那些之一。可能的粘合剂例如包括甲基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、乳化丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸化物、淀粉、硅粘合剂、聚丙烯酸酯、硅酸盐、聚乙烯亚胺、木素磺酸盐、藻酸盐等。在某些实施方式中，使用聚乙烯醇粘合剂。
可能的溶剂例如可以包括水、醇、酮、芳族化合物、烃等。
也可以加入工业中公知的其它添加剂。例如，可以加入润滑剂，如硬脂酸铵、蜡乳液、油酸、曼哈顿鱼油、硬脂酸、蜡、棕榈酸、亚油酸、肉豆蔻酸以及月桂酸。也可以使用增塑剂，包括聚乙二醇、邻苯二甲酸辛酯以及乙二醇。
在某些实施方式中，均质化包括将包含原料的组合物混合达适合的时段，使得原料的混合物始终具有均匀的组成。在某些实施方式中，步骤c)包括将均质化组合物与粘合剂和/或溶剂混合。在某些实施方式中，步骤b)期间的混合速度大于步骤c)中的混合步骤，并且步骤d)中的初始混合速度不大于步骤c)中的最终混合速度。
在某些实施方式中，在步骤b)中的混合或均质化包括将包含原料的组合物混合达从大约1分钟至大约60分钟的时段，例如，从大约1分钟至大约30分钟，或从大约1分钟至大约20分钟，或从大约1分钟至大约10分钟，或从大约2分钟至大约10分钟，或从大约2分钟至大约8分钟，或从大约2分钟至大约分钟。通常，混合速度在步骤b)期间保持恒定。
在某些实施方式中，将混合物或均质组合物与粘合剂和/或溶剂组合(例如，混合)可以进行大约30秒至大约30分钟的时段，例如，从大约30秒至大约20分钟，或从大约30秒至大约10分钟，或从大约1分钟至大约8分钟，或从大约1分钟至大约5分钟，或从大约2分钟至大约5分钟，或从大约2分钟至大约4分钟。如上所述，步骤c)期间的混合速度优选小于步骤b)中的混合速度，并且可选地至少等于或大于步骤d)中的初始混合速度。在该步骤期间可以缓慢加入粘合剂和/或溶剂，例如，连续地，或间歇地，优选连续地加入。另选的是，可以在混合开始时加入所有的粘合剂和/或溶剂。
在某些实施方式中，使均质化结合组合物粒化包括在混合速度逐渐或逐步降低的时段内混合组合物。合适的时段可以为从大约1分钟至大约60分钟，例如，从大约2分钟至大约30分钟，或从大约3分钟至大约20分钟，或从大约4分钟至大约15分钟，或从大约4分钟至大约12分钟，或从大约4分钟至大约10分钟，或从大约4分钟至大约8分钟。在合适的时段期间，混合速度可以例如逐步降低，使得最终混合速度比步骤d)中的初始混合速度低至少大约25％，例如，比步骤d)中的初始混合速的低至少大约30％，或低至少大约35％，或低至少大约40％，或低至少大约45％。
在某些实施方式中，步骤b)中的初始混合速度比步骤d)中的最终混合速度高至少高约150％，例如，高至少大约175％，或高至少大约190％，或高至少大约200％，或高至少大约210％。
各种混合阶段可以在任何合适的混合设备中执行，例如，配备有叶轮的混合器。示例性混合装置是配备有销型叶轮的型号为RV02E的Eirich混合器。
在某些实施方式中，步骤b)中的初始叶轮速度在大约2750rpm至3250rpm之间，步骤d)中的最终叶轮速度在大约600rpm至1200rpm之间。在某些实施方式中，步骤b)中的叶轮速度在大约2750rpm至3250rpm之间，并且步骤c)期间的叶轮速度在大约2000rpm至2500rpm之间。在这种实施方式中，步骤d)中的初始叶轮速度不高于，优选为低于步骤c)期间的叶轮速度，例如，低大约2000rpm，或低大约1900rpm，或低大约1800rpm。在这种实施方式中，步骤d)中的最终叶轮速度可以低大约1500rpm，例如，小于大约1200rpm，或小于大约1000rpm，或小于大约800rpm。最终混合速度(例如，最终叶轮速度)可以保持恒定达从大约1分钟至大约10分钟的时段，例如，从大约1分钟至大约8分钟。
在制粒之后，可以将粒化的组合物从混合器中除去并干燥。例如，在直至大约120℃的温度下达合适时段，例如，从大约10分钟至大约5小时，或从大约30分钟至大约2小时。在干燥之前或期间，可以使粒化组合物成形，例如形成杆状颗粒。
然后，可选地，可以使干燥的组合物经受按大小分级(sizing)过程，例如通过筛选。可以选择与颗粒研磨介质的希望尺寸相对应的大小合适的滤网。
然后将颗粒化组合物在合适的烧结温度烧结。合适的烧结温度范围为从大约1200℃至大约1700℃。烧结期间的适宜时间可以从大约1小时至大约24小时，例如，从大约2小时至大约12小时，或从大约2小时至大约8小时，或从大约2小时至大约6小时，或从大约3小时至大约5小时，或从大约3.5小时至大约4.5小时。
对于颗粒陶瓷研磨介质由至少包含氧化铈和氧化锆的组合物形成的实施方式，烧结温度有利地从大约1400℃至大约1500℃，例如，从大约1425℃至大约1475℃，或从大约1440℃至大约1460℃，并且适宜时间从大约2小时至大约6小时，例如，从大约3小时至大约5小时，或从大约3.5小时至大约4.5小时。
对于颗粒化的组合物由包含至少大约90wt.％的氧化铝的组合物形成的实施方式，烧结温度有利地从大约1500℃至大约1700℃，例如，从大约1550℃至大约1650℃，或从大约1575℃至大约1625℃，并且适宜时间从大约2小时至大约6小时，例如，从大约3小时至大约5小时，或从大约3.5小时至大约4.5小时。
在某些实施方式中，第三方面的颗粒研磨介质可以具有如上所述的、与在根据本发明第一方面的方法中使用的特定研磨介质相关的表面粗糙度和/或平均系数。同样，在某些实施方式中，第三方面的研磨介质在其将被使用的研磨工序期间(例如，在本文中描述的根据本发明第一方面的方法中的研磨期间)磨得粗糙。
根据第四方面，还提供了一种颗粒研磨介质，其在将被使用的研磨工序期间(例如，在本文中描述的根据本发明第一方面的方法中的研磨期间)磨得粗糙。在某些实施方式中，第四方面的颗粒研磨介质可以具有如上所述的、与在根据本发明第一方面的方法中使用的特定研磨介质相关的表面粗糙度和/或平均系数。在某些实施方式中，在研磨期间磨得粗糙的颗粒研磨介质在研磨开始时，具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者。所述颗粒研磨介质可以由天然或合成材料形成，例如由适于用作研磨介质的致密，硬质矿物，陶瓷或金属材料形成。在某些实施方式中，所述颗粒研磨介质是陶瓷研磨介质。这种材料包括氧化铝、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化铈，或氧化钇和/或氧化铈稳定的氧化锆的材料及其混合物。
在某些实施方式中，根据第三和第四方面的颗粒研磨介质具有至少大约3.5的比重，例如，大约3.5至大约8.0的比重，例如，从大约3.5至大约7.0，或从大约3.5至大约6.5，或至少大约3.6，或至少大约3.7，或至少大约3.8，或至少大约3.9，或至少大约4.0，或至少大约4.1，或至少大约4.2，或至少大约4.3，或至少大约4.4，或至少大约4.5，或至少大约4.6，或至少大约4.7，或至少大约4.8，或至少大约4.9，或至少大约5.0，或至少大约5.1，或至少大约5.2，或至少大约5.3，或至少大约5.4，或至少大约5.5，或至少大约5.6，或至少大约5.6，或至少大约5.7，或至少大约5.8，或至少大约5.9，或至少大约6.0的比重。
在某些实施方式中，颗粒研磨介质用于制造微纤化纤维素。在某些实施方式中，将颗粒研磨介质用于改进微纤化纤维素的一个或更多个特性，和/或用于减少生成每单位量的微纤化纤维素的能量输入。
在某些实施方式中，根据第四和第五方面的颗粒研磨介质被用于一种制造微纤化纤维素的方法中，所述方法包括以下步骤：通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，对包含纤维素的纤维基质进行微纤化，所述颗粒研磨介质将在研磨完成之后去除。
在某些实施方式中，提供了一种材料，该材料当在存在包含纤维素的纤维基质的情况下被搅拌时磨得粗糙或粗糙化。在某些实施方式中，该材料是颗粒形式，当在存在包含纤维素的纤维基质的情况下研磨时磨得粗糙或粗糙化，以生成微纤化纤维素，如在此描述的。为了避免疑义，磨得粗糙或粗糙化的材料不是在此描述的无机颗粒材料，其根据某些实施方式可以与包含纤维素的纤维基质共研磨。在某些实施方式中，该材料是研磨介质，例如，根据在此描述的某些实施方式的研磨介质。“磨得粗糙”或“粗糙化”是指材料的表面在搅拌后可测量地变得粗糙。表面粗糙度的增加可以根据在此描述的方法在视觉上辨别或确定。在某些实施方式中，该材料具有至少大约3.5的比重。
根据某些实施方式，提供了一种未抛光的颗粒研磨介质，该颗粒研磨介质在经受磨料接触时具有增加至少大约1％的表面粗糙度。“未抛光”是指研磨介质在用作研磨介质之前未经受任何抛光处理(即，使其表面变光滑)。表面粗糙度的增加可以根据在此描述的方法加以确定。在某些实施方式中，未抛光的颗粒研磨介质在磨料接触之前具有至少大约0.5μm的表面粗糙度，和/或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数。磨料接触可以是自体工序(例如，在磨机或其它合适的研磨装置中搅拌)，或者可以在存在另一种材料的情况下进行，例如，在磨料接触之后可与未抛光的颗粒研磨介质分离的另一种研磨介质，或者例如，包含纤维素的纤维基质，该纤维基质在磨料接触期间可以被研磨以生成微纤化纤维素(例如，在此描述的根据实施方式的微纤化纤维素)。
在某些实施方式中，表面粗糙度增加至少大约5％，或至少大约10％，或至少大约15％，或至少大约20％，或至少大约25％，或至少大约30％，或至少大约35％，或至少大约40％，或至少大约45％，或至少大约50％。在某些实施方式中，该材料具有至少大约3.5的比重。在某些实施方式中，在磨料接触之前，未抛光的颗粒研磨介质具有至少大约2.0μm的表面粗糙度，和/或(ii)至少大约0.20的平均摩擦系数，例如，至少大约2.2的表面粗糙度，或至少大约2.4μm的表面粗糙度，或至少大约2.6μm的表面粗糙度，或至少大约2.8μm的表面粗糙度，或至少大约3.0μm的表面粗糙度。
在某些实施方式中，提供了一种抛光的颗粒研磨介质，该颗粒研磨介质在经受磨料接触时具有增加至少大约20％的表面粗糙度。“抛光”是指研磨介质在用作研磨介质之前已经经受抛光处理(即，使其表面变光滑)。表面粗糙度的增加可以根据在此描述的方法加以确定。在某些实施方式中，抛光的颗粒研磨介质在磨料接触之前具有至少大约0.5μm的表面粗糙度，和/或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数。磨料接触可以是自体工序(例如，在磨机或其它合适的研磨装置中搅拌)，或者可以在存在另一种材料的情况下进行，例如，在磨料接触之后可与抛光的颗粒研磨介质分离的另一种研磨介质，或者例如，包含纤维素的纤维基质，该纤维基质在磨料接触期间可以被研磨以生成微纤化纤维素(例如，在此描述的根据实施方式的微纤化纤维素)。在某些实施方式中，表面粗糙度增加至少大约25％，或至少大约30％，或至少大约35％，或至少大约40％，或至少大约45％，或至少大约50％。在某些实施方式中，该材料具有至少大约3.5的比重。在某些实施方式中，在磨料接触之前，抛光的颗粒研磨介质具有至少大约1.4μm的表面粗糙度，和/或(ii)至少大约0.08或至少大约0.10的平均摩擦系数，例如，至少大约1.6μm的表面粗糙度，或至少大约1.8μm的表面粗糙度，或至少大约1.9μm的表面粗糙度。
制造颗粒研磨介质的方法
在某些实施方式中，颗粒研磨介质可以通过任何合适方法来制造，其中，生成具有(i)至少大约0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少大约0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者的颗粒研磨介质。
该方法可以包括以下步骤：形成具有小于0.5μm的表面粗糙度和/或小于0.10的平均摩擦系数的颗粒研磨介质，并且使颗粒研磨介质经受表面粗糙化步骤，使得在表面粗糙化步骤结束时，表面粗糙度为至少大约0.5μm，和/或平均摩擦系数为至少大约0.10。例如，最初不满足第一方面的表面粗糙度和/或平均摩擦系数要求的颗粒研磨介质可以与研磨容器(诸如行星式磨机)中的磨料材料(诸如微磨料粉末(例如，熔融氧化铝微磨料粉末))共研磨。
有利的是，第一方面(以及第二、第三、第四和第五方面)的颗粒研磨介质可以通过包括以下步骤的工序制造：
a、获取、提供或制造包括适于制造所述陶瓷研磨介质的原材料的组合物；
b、混合包括原材料的所述组合物，形成混合物；
c、将所述混合物与粘合剂混合，形成粘合混合物；
d、通过在降低混合速度的时间段内混合所述粘合混合物来颗粒化所述粘合混合物；
e、可选地使颗粒化的组合物干燥；
f、可选地使颗粒化的组合物成形；
g、可选地将颗粒化的组合物按大小分级；以及
h、烧结颗粒化的组合物。
在某些实施方式中，将该方法的步骤b)中的原料均质化(例如，通过混合)，从而形成均质化组合物。在这种实施方式中，在步骤c)中将均质化的组合物与粘合剂和/或溶剂组合，从而形成粘合的均质化组合物，其在步骤d)中通过在降低混合速度的时段内被混合而颗粒化。
这种工序的另一些实施方式和细节在上面结合制造根据第三和/或第四方面的颗粒研磨介质进行了描述。
纸产品和用于制备纸产品的工序
通过本发明第一方面可获取的包含微纤化纤维素和(当存在时)无机颗粒材料的组合物可以并入造纸组合物中，该组合物又可用于制备纸产品。如结合本发明的某些实施方式使用的，术语纸产品应理解为是指所有形式的纸，包括板，如白衬板和挂面纸板、卡片纸板、纸板、涂布板等。存在许多类型的涂布或未涂布的纸，其可根据本发明的某些实施方式制造，包括适用于书籍、杂志、报纸等的纸张和办公用纸。所述纸可以适当地压光或超级压光；例如，用于照相凹版印刷和胶版印刷的超级压光杂志纸可以根据本发明的方法制造。适于轻质涂布(LWC)、中等重量涂布(MWC)或机械机器完成着色(MFP)的纸也可以根据本发明的方法制造。还可以根据本发明的方法制造具有适于食品包装等的阻隔特性的涂布纸和纸板。
在典型的造纸工序中，通过本领域中公知的任何合适的化学或机械处理或其组合来制备含纤维素的纸浆。纸浆可以衍生自任何合适的来源，如木材、禾草(例如，甘蔗、竹)或碎布(例如，纺织废物、棉花、大麻或亚麻)。纸浆可以根据本领域技术人员公知的工艺漂白，并且适合用于本发明的某些实施方式的那些方法将是显而易见的。漂白的纤维素纸浆可以被打浆、精制或两者，直至预定的游离度(在本领域中称为加拿大标准游离度(CSF)，以cm3计)。然后从漂白和打浆的纸浆制备合适的纸料。
除了包含微纤化纤维素和(当存在时)无机颗粒材料的组合物以外，造纸组合物通常还包括纸料和本领域已知的其它常规添加剂。例如，造纸组合物可以包括基于造纸组合物的总干含量的、直至大约50重量％的衍生自包含微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物的无机颗粒材料。例如，造纸组合物可以包含基于造纸组合物的总干含量的至少大约2重量％，或至少大约5重量％，或至少大约10重量％，或至少大约15重量％，或至少大约20重量％，或至少大约25重量％，或至少大约30重量％，或至少大约35重量％，或至少大约40重量％，或至少大约45重量％，或至少大约50重量％，或至少大约60重量％，或至少大约70重量％，或至少大约80重量％，或至少大约90重量％的衍生自包含微纤化纤维素和无机颗粒材料的组合物的无机颗粒材料。造纸组合物还可以包含非离子、阳离子或阴离子助留剂或微粒保持体系，其量为基于包含微纤化纤维素和无机酸的水悬浮液的干重的大约0.1重量％至2重量％。其还可以含有上浆剂(sizingagent)，其例如可以是长链烷基烯酮二聚体、蜡乳液或丁二酸衍。该组合物还可以包含染料和/或光学增亮剂。该组合物还可以包含干和湿强度助剂，例如，如淀粉或表氯醇共聚物。
根据本发明的某些实施方式的纸产品可以通过包括以下步骤的工序制造：(i)获取或制备包含采用适于制造纸产品的纸浆形式的纤维素的纤维基质；(ii)从步骤(i)中的纸浆制备造纸组合物以及其它可选添加剂(举例来说，如助留剂，和诸如上述那些的其它添加剂)，本发明的某些实施方式的组合物包含微纤化纤维素和(当存在时)无机颗粒材料；以及(iii)从所述造纸组合物形成纸产品。如上所述，形成纸浆的步骤可以在研磨容器中通过将干燥状态(例如，干纸碎或废物形式)下的包含纤维素的纤维基质直接添加至研磨容器中来进行。然后，研磨容器中的水环境将促进纸浆形成。
可以向在步骤(ii)中制备的造纸组合物中加入另外的填料组分(即，除了无机颗粒材料之外的填料组分，其可以与包含纤维素的纤维基质共研磨)。示例性填料组分是PCC、GCC、高岭土或其混合物。与通过对比工序制造的包含微纤化纤维素的纸产品相比，由这种造纸组合物制造的纸产品可以表现出更高的强度(例如，改进的耐破强度)，其中，在该对比工序中使用的颗粒研磨介质在研磨开始时具有不太粗糙的表面粗糙度和/或(ii)比本发明第一方面的方法所需的平均摩擦系数小的平均摩擦系数。类似地，由包含无机颗粒的、根据本发明某些实施方式的造纸组合物制备的纸产品可以表现出与包含较少无机颗粒材料的纸产品相当的强度。换句话说，纸产品可以由根据本发明的某些实施方式的造纸组合物，以更高的填料加入量(filler loading)制备而不损失强度。
由造纸组合物形成最终纸产品的步骤是常规的，并且是本领域公知的，并且通常包括根据所制造的纸的类型来形成具有目标基重的纸张。
示例
示例1
将表1所述的原料组合物分别填充到配备有销型叶轮的Eirich混合器型RV02E中，并以3000rpm的叶轮速度解聚和均质化达4分钟。在第二步中，在每种情况下，叶轮速度降低至2200rpm，并在3分钟的时段内加入粘合剂溶液(0.5重量％PVA水溶液)。在混合步骤(即，制粒)中，叶轮速度逐步降低至最终速度以形成珠粒。在表2A和表2B中提供混合每种组合物的最终步骤的细节。
从混合器中除去珠粒并在60℃下干燥1小时。将干燥的材料过筛。在每种情况下，使用粒级(size fraction)用于烧结。对于100％的氧化铝珠(样品2A)，烧结温度为1600℃，并且停留时间为4小时。对于氧化铈/氧化钇/氧化铝珠(样品2B和2C)，烧结温度为1450℃，并且停留时间为4小时。
表1、
*15.5wt.％的Ce203、84wt.％的Zr02、0.5wt.％的Fe203
表2A、
叶轮速度rpm-样品2A 时间，分钟
1750 2
1500 2
1100 2
表2B、
叶轮速度rpm-样品2B&2C 时间，分钟
1750 2
1500 2
1000 5
750 5
样品2B的调配珠粒具有5.57的比重；样品2C的调配珠粒具有4.74的比重。
示例2
使用珠粒样品2B和2C以及对比氧化锆介质制备微纤化纤维素。
用于生产微纤化纤维素的配料：
·未精制的Botnia纸浆
·研磨碳酸钙，其具有使得大约60wt.％的颗粒具有小于2μm的p.s.d.的颗粒尺寸分布
·研磨介质2B和2C
·具有小于0.5μm的表面粗糙度的对比氧化锆研磨介质
研磨条件：
·目标总固体和POP(纸浆的百分比-作为纸浆的填料干重的百分比)：分别为9％和20％的POP
·目标总固体和POP：分别为15％和20％POP
·目标MVC(介质体积浓度)：45％
·1000rpm
·能量输入-2000、2500及3500kWh/t
每个介质类型分成3个相等部分。然后将每一部分用于针对8个批次仅按一个比能量级进行研磨，而不混合不同部分。
所生产的微纤化纤维素样品分析如下：
·根据上述方法，利用Malvern'S'仪器确定颗粒尺寸分布，
·测量样品的总固体含量和POP
将根据上述过程制备的产品在手抄纸中评价为填料。通常，包含70份桉树和30份北部漂白软木浆的一批漂白化学纸浆在谷打浆机(valley beater)中打浆，得到520cm3的CSF。在分解和稀释至2％厚浆料之后，将纤维稀释至0.3重量％稠度用于片材制造。
将填料浆料(包含微纤化纤维素和碳酸钙颗粒)与助留剂(Ciba，Percol 292，提供时0.02重量％)一起加入。根据标准方法(例如，SCAN C 26:76(M 5:76))，利用英国手抄纸模具将手抄纸制成基重为80gm-2。按大约15和25份无机颗粒装载量和从这些数据内插的20％无机颗粒装载量下的耐破强度值来制备片材。在20％装载量下的耐破度被表达为未填充值的百分比，然后归一化以进行比较。
纸耐破强度根据SCAN P24，利用Messemer Buchnel耐破试验机加以确定。
图1中概括了结果。可以看出，与利用氧化锆介质生产的微纤化纤维素相比，利用介质样品2B和2C生产的微纤化纤维素在并入纸中时获得更好的强度改进。此外，利用介质样品2B和2C在2000kWh/t的能量输入下生产的微纤化纤维素，比利用氧化锆介质在2500kWh/t的更高能量输入下生产的微纤化纤维素获得更好的强度改进。
示例3-研磨后介质的分析
每隔一次研磨后收集珠粒，并根据下文附录1和2中所述的方法利用干涉仪和摩擦计进行分析/特征化。使用干涉仪来特征化介质表面粗糙度，并且使用摩擦计来确定当在干纤维垫(由软木，Botnia pine制成)上相擦时介质的摩擦系数。
所使用的干涉仪是相移干涉仪，其使用单色光(Omniscan MicroXAM2)来测量介质表面粗糙度和形貌。
使用Longshore Systems工程摩擦计确定珠粒样品的摩擦系数。
表3中概括了结果。
表3
Sa＝平均表面粗糙度(算术平均值)
附录1
干涉仪操作
(Omniscan MicroXAM2)
1、开关接通
2、引导PC
3、将5个试样颗粒粘在载玻片上(测量每个颗粒的两个位置的粗糙度)
4、将每个样品颗粒直接定位在光束下，优选地直接聚焦在颗粒的顶部。图像将出现在屏幕/监视器上，图像将不清晰(模糊)
5、改变光强度，以使在图片的中间有一个红点(红点不应覆盖屏幕上的整个图像)
6、检查在将镜头朝向颗粒向下移动(逆时针旋转)时红点是否变小。图像变得更加失焦。
7、然后使镜头向上放回到之前的位置，接着将光强度降低，使红点小得多并且不太明显。
8、然后慢慢保持镜头向上移动(顺时针旋转)，直到图像聚焦(颗粒表面变得更明显)为止。如果需要，降低光强度，以使红光更稀疏，并且不太鲜明
9、当图像对焦时，将镜头位置注视在控制箱上
10、接着，运行样品(在输入正确的文件名后)，当明确该图片完全失焦时，中止该过程
11、利用显示的图像，可以利用左侧的裁剪按钮裁剪出任何异常，然后右键点击以选择“制作主图像”。接着保存。
12、从图像读取所需的值
13、针对颗粒的第二个区域重复。
14、针对每一个颗粒重复。
15、队所获得的10个读数求平均。
附录2
摩擦计操作过程
平面上球体摩擦测量
1、打开PC、显示器和摩擦计的电源。
2、引导PC。
3、按下摩擦计触摸屏界面(TSI)上的[开始]。
4、按下摩擦计控制器背面的开始按钮。
5、按下TSI上的[进行]。
6、按下TSI上的[线性]。
7、打开DSC工具包软件。
8、在DSC工具包中，选择作为摩擦计的装置(正常载荷应变计)。
9、打开DSC工具包软件。
10、在DSC工具包中，选择作为摩擦计的装置(横向载荷应变计)。
11、根据球体直径，将探头粘附至具有公制螺纹M2、M3、M4、M5或M6的螺杆。
12、经由适当的适配器将螺杆接合至摩擦计梁。
13、添加黄铜重量，直到达到目标正常载荷。
14、使基底(其为由软木、Botnia pine制成的干燥纤维垫)固定在下板上。
将纤维垫修剪成适于利用内置系统来固定样品的尺寸。
15、利用TSI，输入开始位置和结束位置；这些应该是相同的值，对应于希望在样品上开始摩擦测量的地方。
16、利用TSI，输入所需的滑动速度。
17、利用TSI，将循环数设置为1。
18、按下在DSC工具包软件上的[记录]。
19、将记录间隔设置为10ms。
20、指定文件名和目录。
21、降低十字头，直到球体与基底有压力地接触，正常载荷达到零。
22、利用TSI，按[开始移动]。
23、按下在DSC工具包软件上的[开始]。
24、利用TSI，按[运行]。
25、一旦循环完成，按下DSC工具包软件上的[停止]。
26、抬起十字头，直到球体摆脱基底。

Claims (45)

1.一种用于制造微纤化纤维素的方法，所述方法包括以下步骤：
通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，使包含纤维素的纤维基质微纤化，所述颗粒研磨介质在研磨完成之后将被去除，
其中，所述颗粒研磨介质具有至少3.5的比重，并且
其中，在研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有至少0.5μm的表面粗糙度，并且
其中，在研磨完成之后，所述表面粗糙度大于研磨开始时的表面粗糙度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在研磨开始时，所述颗粒研磨介质还具有至少0.10的平均摩擦系数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在研磨完成之后，所述平均摩擦系数大于研磨开始时的平均摩擦系数。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述表面粗糙度在研磨期间增加至少5％。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述平均摩擦系数在研磨期间增加至少5％。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述颗粒研磨介质是陶瓷研磨介质。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述陶瓷研磨介质由包括氧化铝、氧化锆、硅酸锆、氧化钇、氧化铈，或氧化钇和/或氧化铈稳定的氧化锆的材料及其混合物形成。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有从1.0μm至5.0μm的表面粗糙度。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有从0.15至0.50的平均摩擦系数。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述颗粒研磨介质包括杆状颗粒，所述杆状颗粒具有等于或大于1.5:1的纵横比。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述研磨在存在无机颗粒材料的情况下执行，所述无机颗粒材料在研磨完成之后将不被去除，从而生成包括所述无机颗粒材料的微纤化纤维素。
12.根据权利要求2所述的方法，其中，所述研磨在存在无机颗粒材料的情况下执行，所述无机颗粒材料在研磨完成之后将不被去除，从而生成包括所述无机颗粒材料的微纤化纤维素。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述使纤维基质微纤化的步骤在水环境中进行。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述研磨在一个或更多个研磨容器中执行。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述一个或更多个研磨容器是搅拌介质磨。
16.一种用于制造微纤化纤维素的方法，所述方法包括以下步骤：
通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，使包含纤维素的纤维基质微纤化，所述颗粒研磨介质在研磨完成之后将被去除，
其中，所述颗粒研磨介质具有至少3.5的比重，并且
其中，在研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有至少0.10的平均摩擦系数，并且
其中，在研磨完成之后，所述平均摩擦系数大于研磨开始时的平均摩擦系数。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述平均摩擦系数在研磨期间增加至少5％。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述颗粒研磨介质是陶瓷研磨介质。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，在研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有从0.15至0.50的平均摩擦系数。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述颗粒研磨介质包括杆状颗粒，所述杆状颗粒具有等于或大于1.5:1的纵横比。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述研磨在存在无机颗粒材料的情况下执行，所述无机颗粒材料在研磨完成之后将不被去除，从而生成包括所述无机颗粒材料的微纤化纤维素。
22.一种颗粒陶瓷研磨介质，该颗粒陶瓷研磨介质具有(i)至少0.5μm的表面粗糙度，或(ii)至少0.10的平均摩擦系数，或(i)和(ii)两者，其中，所述颗粒陶瓷研磨介质通过烧结包括氧化锆ZrO2和氧化铝Al2O3中的至少一种的组合物形成，
其中，所述颗粒陶瓷研磨介质在研磨期间在以下方法中磨得粗糙，该方法包括以下步骤：
通过在存在颗粒陶瓷研磨介质的情况下进行研磨，使包含纤维素的纤维基质微纤化，所述颗粒陶瓷研磨介质在研磨完成之后将被去除。
23.根据权利要求22所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述组合物还包括氧化铈CeO2。
24.根据权利要求23所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包括从5wt.％至25wt.％的氧化铈。
25.根据权利要求23所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，基于所述组合物的总重量，所述组合物包括10wt.％至20wt.％的氧化铈。
26.根据权利要求23所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述组合物包括直至90wt.％的氧化铈稳定的氧化锆。
27.根据权利要求26所述的颗粒陶瓷研磨介质，所述颗粒陶瓷研磨介质还包括至少10wt.％的氧化铝。
28.根据权利要求22所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述组合物包括至少90wt.％的氧化铝。
29.根据权利要求22所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述组合物包括至少95wt.％的氧化铝。
30.根据权利要求22所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述组合物包括至少99.5wt.％的氧化铝。
31.根据权利要求22所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述颗粒陶瓷研磨介质具有至少3.5至6.5的比重。
32.根据权利要求31所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述颗粒陶瓷研磨介质具有：(i)至少1.6μm的表面粗糙度；或(ii)至少0.25的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
33.一种用于制造根据权利要求22所述的颗粒陶瓷研磨介质的方法，该方法包括以下步骤：
a.获取、提供或制造包括适于制造所述颗粒陶瓷研磨介质的原材料的组合物；
b.混合包括原材料的所述组合物，形成混合物；
c.将所述混合物与粘合剂组合，形成粘合混合物；
d.通过在降低混合速度的时间段内混合所述粘合混合物来颗粒化所述粘合混合物；以及
e.烧结颗粒化的组合物，
其中，步骤b至步骤d在配备有叶轮的混合器中执行。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：使颗粒化的组合物干燥。
35.根据权利要求33所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：使颗粒化的组合物成形。
36.根据权利要求33所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：将颗粒化的组合物按大小分级。
37.根据权利要求33所述的方法，其中，步骤b期间的叶轮速度大于步骤c和步骤d期间的叶轮速度，并且其中，步骤c期间的叶轮速度等于或大于步骤d期间的叶轮速度。
38.根据权利要求33所述的方法，其中，步骤b中的初始混合速度比步骤d中的最终混合速度大至少150％。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述初始混合速度处于2750rpm至3250rpm之间，并且所述最终混合速度处于600rpm至1200rpm之间。
40.一种制造微纤化纤维素的方法，该方法通过在存在颗粒研磨介质的情况下进行研磨，使包含纤维素的纤维基质微纤化，而不需要向所述方法补充新鲜研磨介质，其中，在所述研磨开始时，所述颗粒研磨介质具有：(i)至少0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
41.一种同时制造(a)微纤化纤维素和(b)粗糙化颗粒研磨介质的方法，所述方法包括以下步骤：
通过在存在根据权利要求22所述的颗粒陶瓷研磨介质的情况下进行研磨，研磨包含纤维素的纤维基质，其中，所述颗粒陶瓷研磨介质在研磨开始时具有：(i)至少0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者。
42.一种颗粒陶瓷研磨介质，所述颗粒陶瓷研磨介质具有：(i)至少0.5μm的表面粗糙度；或(ii)至少0.10的平均摩擦系数；或者(i)和(ii)两者，其中，所述颗粒陶瓷研磨介质通过包括以下步骤的方法获得：
a.获取、提供或制造包括适于制造所述颗粒陶瓷研磨介质的原材料的组合物；
b.混合包括原材料的所述组合物，形成混合物；
c.将所述混合物与粘合剂组合，形成粘合混合物；
d.通过在降低混合速度的时间段内混合所述粘合混合物来颗粒化所述粘合混合物；以及
e.烧结颗粒化的组合物。
43.根据权利要求42所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述方法还包括以下步骤：使颗粒化的组合物干燥。
44.根据权利要求43所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述方法还包括以下步骤：使颗粒化的组合物成形。
45.根据权利要求44所述的颗粒陶瓷研磨介质，其中，所述方法还包括以下步骤：将颗粒化的组合物按大小分级。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3230346B1 (en) * 2014-12-12 2021-09-29 Nutrition & Biosciences USA 1, LLC Size reduction of ethylcellulose polymer particles
EP4092188A1 (en) * 2016-04-22 2022-11-23 FiberLean Technologies Limited Method of improving the physical and/or mechanical properties of re-dispersed microfibrillated cellulose
CA3132427A1 (en) * 2019-07-23 2021-01-28 Fiberlean Technologies Limited Compositions and methods for producing microfibrillated cellulose with increased tensile properties
CN110590340B (zh) * 2019-10-29 2022-04-01 洛阳市科创绿色建材研究院 一种含红柱石的高耐磨氧化铝研磨体的制备方法
CN114397315B (zh) * 2022-01-11 2024-05-03 中国矿业大学 一种研磨介质对煤炭破碎产物三维形貌特征影响的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102209590A (zh) * 2008-10-09 2011-10-05 伊梅斯公司 研磨方法
CN102482167A (zh) * 2009-07-16 2012-05-30 生物陶瓷股份有限公司 基于旋转方式的正球形陶瓷球的制造方法及其装置
CN102753752A (zh) * 2009-05-15 2012-10-24 伊梅里斯矿物有限公司 造纸填料组合物

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2939199A (en) * 1952-08-11 1960-06-07 Int Standard Electric Corp Formation of ceramic mouldings
JPS5524813A (en) * 1978-08-03 1980-02-22 Showa Denko Kk Alumina grinding grain
JPH01135655A (ja) * 1987-11-20 1989-05-29 Hitachi Ltd 印字ヘッド
US4842619A (en) * 1987-12-11 1989-06-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Glass polishing article
JPH04135655A (ja) * 1990-09-26 1992-05-11 Chichibu Cement Co Ltd 粉砕機用部材
JPH0598589A (ja) * 1991-10-01 1993-04-20 Oji Paper Co Ltd セルロース粒子微細繊維状粉砕物の製造方法
JPH0610286A (ja) 1992-06-24 1994-01-18 New Oji Paper Co Ltd 微細繊維状セルロースの製造方法
US5409415A (en) * 1992-07-02 1995-04-25 Nikkato Corp. Shot method
GB2275876B (en) 1993-03-12 1996-07-17 Ecc Int Ltd Grinding alkaline earth metal pigments
JPH08155420A (ja) 1994-11-30 1996-06-18 Showa Shell Sekiyu Kk マイクロビーズとその製法
JP4104698B2 (ja) * 1996-06-07 2008-06-18 東レ株式会社 粉砕機、粉砕機用部材、粉砕用媒体、複合セラミックス焼結体および粉砕方法
JP2005040745A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Kozo Fujita 粉砕装置
EP1764346A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-21 Omya Development AG Process of preparing mineral material with particular ceria-containing zirconium oxide grinding beads, obtained products and their uses
US8074472B2 (en) * 2007-07-31 2011-12-13 Zircoa Inc. Grinding beads and method of producing the same
US20110111990A1 (en) * 2008-04-28 2011-05-12 Elena Mikhailovna Pershikova Strong low density ceramics
IT1391448B1 (it) 2008-07-30 2011-12-23 Lameplast Spa "contenitore per prodotti fluidi, particolarmente farmaceutici, cosmetici, alimentari o simili
JP5365487B2 (ja) * 2008-12-11 2013-12-11 東ソー株式会社 表面が平滑なセラミックビーズおよびその製造方法
FR2946337B1 (fr) * 2009-06-03 2011-08-05 Saint Gobain Ct Recherches Produit fritte a base d'alumine et de zircone
CN201505548U (zh) 2009-08-07 2010-06-16 安徽宁国市新高新钢球衬板有限公司 一种节能磨球
KR20120110129A (ko) * 2009-12-28 2012-10-09 파나소닉 주식회사 지르코니아-알루미나 복합 세라믹 재료의 제조 방법, 지르코니아-알루미나 복합 과립화 분말, 및 지르코니아 비즈
CN102240586A (zh) 2011-05-04 2011-11-16 杭州鸿涛机电有限公司 一种厨房垃圾的双重粉碎机
FI126206B (fi) * 2011-06-23 2016-08-15 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja laitteisto selluloosapitoisten materiaalien fibrilloimiseksi
US9988311B2 (en) * 2013-11-27 2018-06-05 Corning Incorporated Aluminum titanate compositions, ceramic articles comprising same, and methods of manufacturing same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102209590A (zh) * 2008-10-09 2011-10-05 伊梅斯公司 研磨方法
CN102753752A (zh) * 2009-05-15 2012-10-24 伊梅里斯矿物有限公司 造纸填料组合物
CN102482167A (zh) * 2009-07-16 2012-05-30 生物陶瓷股份有限公司 基于旋转方式的正球形陶瓷球的制造方法及其装置

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