CN101050602A

CN101050602A - 一种胶原纤维制造的纸及其加工方法

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Publication number: CN101050602A
Application number: CN 200710090219
Authority: CN
Inventors: 张立文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-03
Filing date: 2007-04-13
Publication date: 2007-10-10

Abstract

本发明公开了一种胶原纤维制造的纸及其加工方法。其中，胶原纤维制造的纸包括纤维成分和非纤维成分，纤维成分由10～100％重量份的胶原纤维及0～90％重量份的其它造纸用纤维构成，其中，胶原纤维主要呈基础纤维状和/或20微米以下的细束状。其加工方法主要包括如下工艺步骤：原料筛选、液体解纤、清洗、漂洗、液体开松、脱水烘干、开松除杂、分梳、制浆、抄纸。本发明得到的纸档次高，其阻燃性、吸音性以及过滤性能和吸附性能皆较佳，且价格低、使用领域广；可以解决用植物纤维造纸质量差且对自然资源造成破坏、以及化学纤维纸价格过高的问题，同时，本发明还可解决皮或皮革废料的再利用问题。

Description

一种胶原纤维制造的纸及其加工方法

技术领域：

本发明涉及纸类产品技术领域，尤其是涉及一种以动物皮或皮革胶原纤维制造的纸及其加工方法。

背景技术：

纸是人类生活的必须品，其种类很多，原料不同、工艺不同、纸的用途也不同。造纸离不开纤维，而纤维原料的种类和质量不仅关系到造纸工业的品种和用途，也关系到该工业体系对自然界的影响。目前用于造纸工业的纤维主要以木材纤维、非木材纤维(竹、麦草、芦苇等)和二次纤维为主。由于纤维的质量所限，生产出来的纸张质量较差，并且对自然资源造成破坏。化学纤维也是造纸工业的原料，但化学纤维的成本太高，只能用于制造高档的具有特定性能的合成纤维纸。最近有人开发出了将胶原纤维渗入植物纤维中，制得纸浆来造纸的方法，这种方法虽然得到了较好的性能纸，但由于对胶原纤维的使用没有细化，无法发挥出胶原纤维真正的物理特性，导致产品的档次和使用性能不高。

在自然界中，皮或皮革胶原纤维是以纤维束的形式存在的，通常所述的胶原纤维是指胶原纤维束，见附图1至3所示：纤维束的次级结构是基础纤维，基础纤维又由原纤构成。原纤之间排列紧密，对于不同的动物种类和年龄而言，其原纤的直径一般在50～100纳米之间。基础纤维表面存在由原纤构成的束带，基础纤维断面形状不太规则，但曲面较为光滑，以椭圆形较为多见。多根基础纤维并列在一起形成胶原纤维束，基础纤维之间存在狭窄的空隙，这些空隙中填充着一种胶状物质，即纤维间质，纤维间质主要由白蛋白、球蛋白、粘蛋白、类粘蛋白等物质组成。纤维间质的粘度极高，它将基础纤维粘连固定形成纤维束，基础纤维的直径在2～5微米之间，胶原纤维束的直径则在20～150微米之间。胶原纤维束在皮或皮革中有分枝，分成较小的纤维束，并相互编织缠绕形成立体网状结构，但这种分枝没有完全分裂成独立体，现有技术制成的胶原纤维均是以束状构成，纤维的直径粗，纤维的长度与直径比小，制成的纸不仅粗糙，而且强力低。因此要得到高档次的胶原纤维纸，则必须要尽量的除去纤维间质，将胶原纤维束打开，使胶原纤维束分裂成单纤或直径变细，更大程度地实现基础纤维形成率，即使没有完全形成单根基础纤维，也要尽量使其分裂或使直径变细。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种胶原纤维制造的纸及其加工方法，这种纸里面所含的胶原纤维呈基础纤维状和/或20微米以下的细束状，生产出来的纸具有档次高、价格低、使用领域广的优点，可以解决用植物纤维造纸质量差且对自然资源造成破坏、以及化学纤维纸价格过高的问题；同时，本发明还可解决皮或皮革废料的再利用问题。

为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

胶原纤维制造的纸包括纤维成分和非纤维成分，纤维成分由10～100％重量份的胶原纤维及0～90％重量份的其它造纸用纤维构成，其中，胶原纤维主要呈基础纤维状和/或20微米以下的细束状。

所述的胶原纤维是由动物皮或皮革及其边脚料和废旧皮革制成。

所述的其它造纸用纤维是指木材纤维、竹子纤维、棉、麻、蚕丝纤维等一切可用于造纸的纤维中的至少一种。

本发明的用胶原基础纤维制造的纸，其加工方法主要包括如下工艺步骤：原料筛选、液体解纤、清洗、漂洗、液体开松、脱水烘干、开松除杂、分梳、制浆、抄纸。

所述的液体开松步骤在自制的液体开松机内进行，液体开松机具有一盛放溶液的容器，容器内装有至少一个开松设备所用的打手，打手呈梳针式、锯齿式、刀片式或混合式。

所述的开松除杂步骤在专用的开松分离机内进行，该开松分离机前端具有输纤帘、上给纤罗拉、下给纤罗拉、以及刺辊，后端具有一尘笼和剥取罗拉，其中，刺辊上端设有上护罩，下端设有刺辊漏底；尘笼上、下两端分别设有尘笼上护罩、尘笼下护罩，尘笼的网孔直径为5～10mm。

所述的分梳步骤在改进的盖板式梳棉机上进行，该盖板式梳棉机包括给纤箱、给纤帘、给纤板、给纤罗拉、给纤刺辊、锡林，其中，给纤板、给纤刺辊、以及锡林的下端用给纤刺辊护底以及锡林护底封闭，锡林上端设有梳棉机盖板，锡林的后端装有吸纤口、风机、以及排料管道，排料管道与收集袋相连；另外，给纤刺辊、锡林、盖板均包覆有梳棉用的针布。

本发明与现有技术相比具有如下优点：(1)、得到的纸档次高，其阻燃性、吸音性以及过滤性能和吸附性能皆较佳，且价格低、使用领域广；(2)、可以解决用植物纤维造纸质量差且对自然资源造成破坏、以及化学纤维纸价格过高的问题；(3)、可解决皮或皮革废料的再利用问题。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

附图1为纳米级原纤的电镜图；

附图2为基础纤维并列与交叉的纤维束的局部电镜图；

附图3为基础纤维电镜图(图中有三根并列的基础纤维)；

附图4为本发明的加工方法的工艺流程图

附图5为本发明所使用的开松分离机的结构示意图

附图6为本发明所改造的盖板式梳棉机的结构示意图。

具体实施方式：

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例一、见附图4所示，其工艺流程主要包括如下步骤：原料筛选——液体解纤——清洗——漂洗——液体开松——脱水烘干——开松除杂——分梳——制浆——抄纸。

工序说明：

(1).原料筛选：选用牛、羊、猪、狗等所有动物的动物皮革及其边角料和废旧回收料中的至少一种。

(2).液体清洗：放入超声波清洗机中加入40倍的液体，液体中加入NaOH，PH值在10～11之间；液体温度为40～60℃，超声波振荡(频率为20～40KHZ)清洗30～60分钟停机。

(3).漂洗：在工业用洗衣机内漂洗2～3遍，温度为常温。如果原料带有人工上色，在第一遍清洗时，可加入相当于原料重量2～6％的雕白粉进行褪色，时间1～2小时，温度为30～60℃。

(4).液体开松：液体开松是在液体开松内进行，液体开松机具有一盛放溶液的容器，容器内装有至少一个开松设备所用的打手，原料在液体开松机内通过打手进行连续的开松，使皮或皮革中的胶原纤维在液体中受到高速的带有针布的打手的拉伸抽力作用，同时受所形成的高速水流的冲击将纤维拆散，此时的纤维仍是束状，但基础纤维之间的纤维间质已基本除净，束状纤维中的基础纤维开始松动。

由于皮革中都存留有一些纤维间质，纤维间质在干燥时将胶原纤维牢固地粘连在一起，在湿态时起润滑作用。虽然本发明的加工工艺采用超声波清洗将纤维间质基本除掉，但仍有残留，并且当皮革干燥时在皮革中的织角加大，使皮革变得很硬。为尽可能地除掉纤维间质，本发明采用自制的液体开松机内进行开松，将皮革放在液体开松机内加入40倍的水，液体开松机的筒壁一侧设有出纤网，成为纤维的原料与水通过出纤网排入纤维收集池，纤维收集池内设有出纤维帘，由出纤帘将纤维导出。

(5).脱水烘干：将步骤(4)得到的成为纤维的原料通过轧干机轧干后，进入烘箱内在50～90℃的烘干温度下烘干至含水量在10～20％。

(6).开松除杂：开松除杂采用专用的开松分离机进行。见附图5所示：该开松分离机前端具有输纤帘11、上给纤罗拉12、下给纤罗拉13、以及刺辊14，后端具有一尘笼15和剥取罗拉16，其中，刺辊14上端设有上护罩141，下端设有刺辊漏底142；尘笼15上、下两端分别设有尘笼上护罩151、尘笼下护罩152，尘笼15的网孔直径为5～10mm。

烘干的原料通过尘笼15的吸附作用，将所需长度的纤维通过尘笼的网孔被吸入收集袋内，尘笼15外壁上的纤维料较长，可转移出来通过剥取罗拉16剥取供纺织用，也可继续开松加工成所需长度；非纤维物质从刺辊漏底142排出另行处理。

(7).分梳：经过步骤(6)后，原料的纤维间质已基本除净，组成纤维束的基础纤维呈松散状态，再通过改造的盖板式的高速梳棉机分梳。见附图6所示：该盖板式梳棉机包括给纤箱21、给纤帘22、给纤板23、给纤罗拉24、给纤刺辊25、锡林26，其中，给纤板23、给纤刺辊25、以及锡林26的下端用给纤刺辊护底251以及锡林护底261封闭，锡林26上端设有梳棉机盖板262，锡林26的后端装有吸纤口27、风机28、以及排料管道29，排料管道29与收集袋相连；另外，给纤刺辊25、锡林26、梳棉机盖板262均包覆有梳棉用的针布。

原料分梳后，即形成以单根状基础纤维为主的胶原纤维，胶原纤维中有部分没有完全分裂成单根的细束状基础纤维(直径不超过20微米，相当于棉花细度)存在，单根状基础纤维和细束状基础纤维在胶原纤维中所占的比例达到80％以上，也就是说：经过分梳步骤后，胶原纤维主要呈基础纤维状和/或20微米以下的细束状。另外，胶原纤维中不排除有成为独立的原纤状的胶原纤维，或是有少量的没有分裂成20微米以下的纤维束存在，原纤的存在率越高，产品的质量越好，达到一定量时，可称为纳米级纤维纸。

(8).制浆：采用现有造纸制浆工艺，将原料与水混合并加入分散剂、粘合剂等造纸用助剂搅拌成浆液。

(9).抄纸：采用现有抄纸工艺，根据所需的纸张厚度等规格设定工艺参数进行抄纸。

通过以上步骤，即可得到胶原纤维纸。

实施例二、工艺流程同实施例一。

工序说明：

(1).原料筛选：采用各种动物未鞣制前的灰皮、以及其它造纸纤维。

(2)～(7)与实施例一相同。

(8).制浆：以固态重量计，胶原纤维90％、其它造纸纤维10％，采用现有造纸制浆工艺，将胶原纤维及其它造纸纤维与水混合并加入分散剂、胶粘剂等造纸用助剂搅拌成浆液。

(9).抄纸：与实施例一相同。

通过以上步骤，得到以胶原纤维为主的混合纸。

实施例三、工艺流程同实施例一。

工序说明：

(1).选用制革工艺中的削匀革屑、以及其它造纸纤维。

(2)～(7)与实施例一相同。

(8).制浆：以固态重量计，胶原纤维30％、其它造纸纤维70％，将胶原纤维加入到已制好的其它造纸纤维浆料中，再加入分散剂、胶粘剂等造纸用助剂进行二次制浆。

(9).抄纸：与实施例一相同。

通过以上步骤，得到的以其它造纸纤维为主、胶原纤维为特殊成分的混合纸。

Claims

1.一种胶原纤维制造的纸，它包括纤维成分和非纤维成分，其特征在于：纤维成分由10～100％重量份的胶原纤维及0～90％重量份的其它造纸用纤维构成，其中，胶原纤维主要呈基础纤维状和/或20微米以下的细束状。

2.根据权利要求1所述的胶原纤维制造的纸，其特征在于：所述的胶原纤维是由动物皮或皮革及其边脚料和废旧皮革制成。

3.根据权利要求1所述的胶原纤维制造的纸，其特征在于：所述的其它造纸用纤维是指木材纤维、竹子纤维、棉、麻、蚕丝纤维等一切可用于造纸的纤维中的至少一种。

4.权利要求1所述的胶原纤维制造的纸的加工方法，其特征在于它主要包括如下工艺步骤：原料筛选、液体解纤、清洗、漂洗、液体开松、脱水烘干、开松除杂、分梳、制浆、抄纸。

5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于：所述的液体开松步骤在自制的液体开松机内进行，液体开松机具有一盛放溶液的容器，容器内装有至少一个开松设备所用的打手，打手呈梳针式、锯齿式、刀片式或混合式。

6.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于：所述的开松除杂步骤在开松分离机内进行，该开松分离机前端具有输纤帘、上给纤罗拉、下给纤罗拉、以及刺辊，后端具有一尘笼和剥取罗拉，其中，刺辊上端设有上护罩，下端设有刺辊漏底；尘笼上、下两端分别设有尘笼上护罩、尘笼下护罩，尘笼的网孔直径为5～10mm。

7.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于：所述的分梳步骤在改进的盖板式梳棉机上进行，该盖板式梳棉机包括给纤箱、给纤帘、给纤板、给纤罗拉、给纤刺辊、锡林，其中，给纤板、给纤刺辊、以及锡林的下端用给纤刺辊护底以及锡林护底封闭，锡林上端设有梳棉机盖板，锡林的后端装有吸纤口、风机、以及排料管道，排料管道与收集袋相连；另外，给纤刺辊、锡林、盖板均包覆有梳棉用的针布。