CN101139809A - 一种阻燃防潮纸及其制备方法 - Google Patents

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CN101139809A CNA2007100453232A CN200710045323A CN101139809A CN 101139809 A CN101139809 A CN 101139809A CN A2007100453232 A CNA2007100453232 A CN A2007100453232A CN 200710045323 A CN200710045323 A CN 200710045323A CN 101139809 A CN101139809 A CN 101139809A
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胡永明
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Abstract

本发明属于制造纸的方法技术领域，具体涉及添加到纸浆的非纤维材料，特别是纸浸渍材料在造纸过程中的配合使用。本发明涉及用作纸质蜂窝芯材的一种阻燃且防潮的纸及其制备方法，所述制备方法中包括一种阻燃剂与胶质剂组合物的高性价比的联用方式。所述的纸，其技术指标达到：氧指数(OI)：≥32，水份(％)：6～14，定量(g/m2)：50～120之间或130～450之间，横向环压指数(N·m2/g)：以2.5～5之间或≥5为佳。所述纸的制备方法，其特征包括：用原纸在造纸机或/和涂布机上浸渍阻燃、胶质剂(也称施胶剂)液料，再经机上烘缸干燥，一次成卷而成。

Description

一种阻燃防潮纸及其制备方法
技术领域
本发明属于制造纸的方法技术领域，具体涉及添加到纸浆的非纤维材料，特别是纸浸渍材料在造纸过程中的配合使用。
背景技术
阻燃纸的生产、应用已有较长的历史，随着社会需求的发展，对阻燃纸的技术要求也越来越高，以往品种的阻燃纸大多仅是阻燃性较好，而其它的物性较差，诸如：防潮性、毒性、不发烟性、成纸强度等，尤其是防潮性很不尽如人意；而且这些品种的阻燃纸还有生产成本高等的弊端。
纸质蜂窝芯材是近年来用途日见变广的一种新型纸制品，它可被用于物流业的载货托盘，也可用作内墙、室内门的芯材等，具有耐压、耐折性佳，质轻、省材，安装便捷和可回收等优点。
而现市品种的阻燃纸由于其不能廉价地同时满足纸质蜂窝芯材的阻燃且抗潮的技术要求，所以目前能理想地用作纸质蜂窝芯材的廉价阻燃纸还是市场空白。
发明内容
现有技术中存在阻燃纸的抗潮性质不佳的问题。本发明的目的在于：提供主要可用作纸质蜂窝芯材的一种阻燃且防潮的纸及其制备方法，所述的方法中包括阻燃剂和胶质剂的高性价比组合方案。
发明构思
1、一种主要可用作纸质蜂窝芯材的阻燃且防潮的纸。
2、所述阻燃且防潮的纸之制备方法，构思包括：用阻燃剂添加在纸浆内先抄出纸，再将此纸浸渍胶质剂(也称施胶剂)；或用不带阻燃剂添的原纸浸渍阻燃剂和胶质剂，以使纸在获得阻燃性的同时又能用胶质物料阻断空气中水汽的附着，以防止纸的还潮变软且又增加纸质内各组分间的接合力。
3、所述阻燃剂若用于喷淋浸渍纸料，则优选易溶于水或/和含结晶水的物料组方；若阻燃剂将阻燃纸用于添加在原纸浆料内抄出纸，则优选难溶于水或和/不含结晶水的物料组分。
具体技术方案如下：
制备防潮阻燃纸的方法，特征在于步骤中包括：
(a)将阻燃剂液料喷淋在原纸上，浸渍处理，并干燥处理；
(b)将胶质剂液料喷淋在步骤(a)得到的纸料上，浸渍处理，并干燥处理。
制备防潮阻燃纸的方法，特征包括：将阻燃剂和胶质剂混合液料喷淋在原纸上，浸渍处理，并干燥处理。其中阻燃剂和胶质剂液料之间的干基比例在150∶10～230∶10直接，优选170∶10～200∶10。
制备防潮阻燃纸的方法，特征包括：
(a)用阻燃剂液料添加在原纸纸浆内抄出纸，该步骤中纸浆干基/阻燃剂干基的比例在100/20～100/40之间。
(b)将步骤(b)得到的纸料用胶质剂液料进行喷淋和/或浸渍处理，并干燥处理。
如上所述的方法，包括：
原纸在造纸机或/和涂布机上浸渍阻燃剂、胶质剂液料，
或原纸在造纸机或/和涂布机上浸渍胶质剂和阻燃剂混合液料，
或经过浸渍阻燃剂处理的纸料在造纸机或/和涂布机上浸渍胶质剂液料；
之后，再经机上烘缸干燥，一次成卷而成；上述各步骤是连续完成的。
如上所述的方法，所述原纸为：纸浆在网上成型，仅通过压榨、烘干而成的定量在40～430g/m2范围的纸，其含水量在6-30wt％之间，优选优选8-12wt％之间，所述原纸可以是现时抄造的或预先抄造的。
如上所述的方法，其中经过阻燃剂液料处理得到的纸料含水量在6～13.5wt％之间；经过胶质剂液料处理得到的纸料含水量在6～13.5wt％之间；经经过阻燃剂和胶质剂混合液料处理得到的纸料含水量在6～13.5wt％之间。
如上所述的方法，其中所述阻燃剂液料是含有水的混合物，其包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
硼砂、淀粉、硼酸、尿素、硫酸铵、磷酸、氢氧化铝、磷酸二氢钠、磷酸脲、聚磷酸铵；
或者所述阻燃剂液料是含有水的混合物，其含有市售配方阻燃剂包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
上海农药厂出品的CFR-201，杭州富瑞特化工科技有限公司出品的FR-200，北京宝桑新技术有限公司出品的BSZR-RZ。
如权利要求1-3中任一所述方法，特征在于所述胶质剂液料是含有水的混合物，其包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
淀粉、改性淀粉、聚乙烯醇、纤维素醚、松香胶、乳胶；
或者所述，所述胶质剂液料是含有水的混合物，含有市售的各种配方产品，所述配方产品包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
上海陶特贸易有限公司出品的DS-SS610、DS-SS815、DS-SS830表面施胶剂，巴斯夫Basoplast公司出品的400DS表面施胶剂，天禾化学品(苏州)有限公司出品的TH-A10、TH-A90、TH-SA200、TH-A60、TH-2500、TH-SA100施胶剂，潍坊恒兴化工有限公司出品的HX-系列施胶剂，泰安市东岳助剂厂的TF纸品挺硬剂，石家庄旺纸科技有限公司出品的WZ-201、WZ-101施胶剂，石家庄通力化学品有限公司出品的LSG-2施胶剂，营口市康如化工有限公司出品的中性、膏状施胶剂，泰安奇能化工科技有限公司出品的瓦楞纸表面施胶剂，华普化学品(潍坊)有限公司出品的AKD-HPA、AKD-HPB、AKD乳液烷基烯酮二聚体、HP-02石蜡分散松香、HPA阳离子松香胶施胶剂，天津市奥东化工有限公司出品的ARG-N、FAG-N、AD-I、F、AKD施胶剂，山东莘县大业造纸机械助剂制造厂出品的多功能固体施胶剂、环压增强剂、防回潮专用助剂，江西雨帆农业发展有限公司出品的YF302系列表面施胶淀粉，山东青州金昊化工有限公司出品的JH-3、JH-300施胶剂，河北信佳生物淀粉科技有限公司出品的LSE-2A(B)型淀粉系列施胶剂，湖北嘉匀化工科技有限公司出品的表面施胶剂，广东东莞东美食品有限公司出品的DM系列淀粉施胶剂。
如上所述的方法，其中
所述阻燃剂液料，实施时配成固含量在15～60wt％范围，pH＝5～9范围的混合液；所述胶质剂液料，实施时配成固含量在3.0～15wt％范围，pH＝5～9范围的混合液；所述阻燃剂和胶质剂液料混合液，实施时配成固含量在15～60％范围，pH＝5～9范围的混合液。阻燃剂和胶质剂液料之间的比例？
如上所述的方法制备的阻燃防潮的纸，其特征在于：
氧指数(OI)：             ≥32，
水份(wt％)：             6～14，
定量(g/m2)：             50～120之间或130～450之间，
横向环压指数(N·m2/g)：  2.5-5之间或≥5。
如上所述阻燃防潮纸的用途，包括用作纸质蜂窝芯材。
本发明中所指的含量均为重量百分比。
本发明的创新点在于，将业内被认为具有吸潮性不易提高纸张环压的廉价但却是高效的物料用作阻燃剂，用普通胶质剂(也称作施胶剂)来抑制具有吸潮性的阻燃剂在空气中的过度吸水，从而获得一种阻燃剂与胶质剂联用的高性价比效果。
具体实施方式
实施例1.
a.(纸面喷淋浸渍的)阻燃剂液料配方组合取：
硫酸铵75～125份，硼砂10～50份，尿素3～15份，硼酸0～5份，水400～500份；合计：488～695份，固含量：15～33％，pH＝6～8.9。阻燃剂液料可在实施生产线现场旁的搅拌槽里加热现配，然后用管路把阻燃剂液料导向纸机加料。
b.(纸面喷淋浸渍的)胶质剂液料配方组合取：
淀粉10～40份，市售DS-SS830纸用表面施胶剂10～15份，水400～500份，合计：420～555份，固含量：3.8～12％，pH＝6～8。胶质剂液料也可在实施生产线现场旁的搅拌槽里加热现配，然后用管路把胶质剂液料导向纸机加料。
c.纸面喷淋浸渍施工：
在一车速为15～50m/min，门幅为1.5m的造纸机上，将废纸再生纸浆抄造成纸形，将其导入纸机上的烘缸加热、脱水，得到含水在6～30％的原纸，原纸仍在此机上再依次通过设置在纸机上的含喷淋料管的阻燃剂液料浸渍区和胶质剂液料浸渍区，具体是，先喷淋浸渍本实施例所述的阻燃剂液料，再经纸机上的烘缸第二次烘干(水份控制在6～13.5％)，再喷淋浸渍本实施例所述的施胶剂，再经纸机上的烘缸第三次烘干(水份控制在6～13.5％)，最后卷纸而成本发明所述的阻燃纸的商品型卷筒。
需提及注意的是，在喷淋浸渍阻燃剂液料时，控制喷淋的阻燃剂液料温度在50～70℃，加料流速控制在：250～350kg/h；在喷淋浸渍施胶剂液料时，控制喷淋的液料温度在60～95℃，加料流速控制在：250～350kg/h。
本实施例产量可达7～12吨/天。
本实施例所得阻燃纸的质量参数可在如下范围：
  检测项目：                    检测结果：   检测方法：
  门幅(m)：   1.1～1.4   1.1～1.4
  定量(g/m2)：   80～120   120～450   GB/T451.2-1989
  水份：(％)：   6～13.5   6～13.5   GB/T1539-1989
  施胶度(可勃法)％   ≤135   ≤135   GB/T1540-89
 横向环压指数(N·m2/g)：   ≥2.5   ≥5   GB/T2679.8-199
 氧指数(OI)：                      ≥32   GB/T2406-93
 烟密度等级(SD2)：                      ≤50   GB/T8627-99
 炭化长度(mm)：                      ＜65   GB/T14656-93
 续焰时间(S)：                      1～5   GB/T14656-93
 续燃时间(S)：                      3～30   GB/T14656-93
实施例2.
a.(纸面喷淋浸渍的)阻燃剂液料配方组合取：
硼砂100～150份，磷酸(85％)20～35份，尿素3～15份，氢氧化铝5份，水400～500份，合计：528～705份，固含量：20～34％，pH＝5～9；控制喷淋的液料温度在70～96℃，加料流速控制在：250～350kg/h。
b.(纸面喷淋浸渍的)胶质剂液料配方组合取：
淀粉10～30份，市售400DS纸用表面施胶剂10～15份，水400～500份，合计：420～545份，固含量：3.8～10％，pH＝7～8.5；控制喷淋的液料温度在60～95℃，加料流速控制在：250～350kg/h。
c.纸面喷淋浸渍施工：
在一车速为18～50m/min，门幅为1.8m的造纸机上，将草浆抄造成含水在6～13％的原纸，原纸仍在此机上再依次通过浸渍本实施例所述的阻燃剂和施胶剂，再经烘缸第三次烘干(水份控制在6～13.5％)，卷纸而成本发明所述的阻燃纸。本实施例产量可达6～13吨/天。
本实施例所得阻燃纸的质量参数可在如下范围：
  检测项目：   检测结果：   检测方法：
  门幅(m)：   1.5～1.7
  定量(g/m2)：   50～120   120～450   GB/T451.2-1989
  水份：(％)：   6～13.5   6～13.5   GB/T1539-1989
  施胶度(可勃法)％   ≤135   ≤135   GB/T1540-89
  横向环压指数(N·m2/g)：   ≥2   ≥5   GB/T2679.8-1995
  氧指数(OI)：                ≥32.   GB/T2406-93
  烟密度等级(SD2)：                ≤50   GB/T8627-99
  炭化长度(mm)：                ＜65   GB/T14656-93
  续焰时间(S)：                ＜5   GB/T14656-93
  续燃时间(S)：                ＜30   GB/T14656-93
实施例3.
a.(纸面喷淋浸渍的)阻燃剂液料配方组合取：
磷酸二氢钠10～25份，磷酸脲20～50份，硼砂100～150份，尿素3～15份，水400～500份，合计：533～740份，固含量：21～38％，pH＝5～9；控制喷淋的液料温度在70～90℃，加料流速控制在：1000～1200kg/h。
b.(纸面喷淋浸渍的)胶质剂液料配方组合取：
淀粉10～30份，市售DS-SS830纸用表面施胶剂10～15份，水400～500份，合计：420～545份，固含量：3.8～10％，pH＝6～8.9；控制喷淋的液料温度在60～95℃，加料流速控制在：1000～1200kg/h。
c.纸面喷淋浸渍施工：
在一车速为50～150m/min，门幅为2m的造纸机上，将木浆抄造成含水在6～13％的原纸，再将原纸置于涂布机上，再依次通过浸渍本实施例所述的阻燃剂和施胶剂，再经烘缸第三次烘干(水份控制在6～13.5％)，卷纸而成本发明所述的阻燃纸。本实施例产量可达34～48吨/天。
本实施例所得阻燃纸的质量参数可在如下范围：
  检测项目：                检测结果：   检测方法：
  门幅(m)：   1.8～1.9
  定量(g/m2)：   100～120   120～450   GB/T451.2-1989
  水份：(％)：   6～13.5   6～13.5   GB/T1539-1989
  施胶度％   ≤135   ≤135   GB/T1540-89
  横向环压指数(N·m2/g)：   ≥2.5   ≥5   GB/T2679.8-1995
  氧指数(OI)：                  ≥40.3   GB/T2406-93
  烟密度等级(SD2)：                  ≤50   GB/T8627-99
  炭化长度(mm)：                  ＜65   GB/T14656-93
  续焰时间(S)：                  1～5   GB/T14656-93
  续燃时间(S)：                  3～30   GB/T14656-93
实施例4.
a.(纸面喷淋浸渍的)阻燃剂和胶质剂液料混合配方组合取：
磷酸二氢钠10～25份，磷酸脲20～50份，硼砂100～150份，尿素3～15份，市售DS-SS830纸用表面施胶剂10～15份，水400～500份，合计：543～755份，固含量：22～39％，pH＝6～8.9；控制喷淋的液料温度在60～95℃，加料流速控制在：1000～1200kg/h。
b.纸面喷淋浸渍施工：
在一车速为50～150m/min，门幅为2m的造纸机上，将木浆抄造成含水在6～13wt％的原纸，再将原纸置于涂布机上，通过浸渍本实施例所述的阻燃剂和胶质剂的混合料液，再经烘缸第二次烘干(水份控制在6～13.5wt％)，卷纸而成本发明所述的阻燃纸。本实施例产量可达34～48吨/天。
本实施例所得阻燃纸的质量参数可在如下范围：
  检测项目：               检测结果：   检测方法：
  门幅(m)：   1.8～1.9
  定量(g/m2)：   100～120   120～450   GB/T451.2-1989
  水份：(％)：   6～13.5   6～13.5   GB/T1539-1989
  施胶度％   ≤130   ≤135   GB/T1540-89
  横向环压指数(N·m2/g)：   ≥2.5   ≥5   GB/T2679.8-1995
  氧指数(OI)：                  ≥45.3   GB/T2406-93
  烟密度等级(SD2)：                  ≤50   GB/T8627-99
  炭化长度(mm)：                  ＜65   GB/T14656-93
  续焰时间(S)：                  1～5   GB/T14656-93
  续燃时间(S)：                  3～30   GB/T14656-93
实施例5.
a.(浆内添加的)阻燃剂配方组合取：氢氧化铝；投量控制：纸浆干基/氢氧化铝干基＝100/30。
b.(纸面喷淋浸渍的)阻燃剂和胶质剂液料混合配方组合取：磷酸(85％)20～30份，尿素3～7份，硼砂80～120份，市售DS-SS610纸用表面施胶剂8份，水400～500份，合计：511～665份，固含量：18～29％，pH＝6～8.9，控制喷淋的液料温度在60～95℃，加料流量与成品纸流量控制在：每小时成品纸公斤产量/阻燃剂和胶质剂混合液料公斤流出量＝375～600/250～350的比例范围。
c.抄纸、纸面喷淋浸渍施工：
先在调浆池中加入氢氧化铝，按纸浆干基/氢氧化铝干基＝100/30的比例投料，搅匀，然后将混合料上网抄纸，经压榨、烘干，得到水份在6～13.5％的纸，此纸再通过喷淋浸渍阻燃剂和胶质剂混合液料，再经烘缸第二次烘干(水份控制在6～13.5％)，卷纸而成本发明所述的阻燃纸。
本实施例所得阻燃纸的质量参数可在如下范围：
  检测项目：   检测结果：   检测方法：
  定量(g/m2)：   120～150   GB/T451.2-1989
  水份：(％)：   6～13.5   GB/T1539-1989
  施胶度％   ≤125   GB/T1540-89
  横向环压指数(N·m2/g)：   ≥5   GB/T2679.8-1995
  氧指数(OI)：   ≥32   GB/T2406-93
本发明提出主要可用作纸质蜂窝芯材的一种阻燃且防潮的纸，它在空气中不会过度吸水返潮变软，它也可用作包装、书籍等其它用途。本发明提出的这种纸的制备方法，对本领域的技术人员来说，显然还可在本发明提出的技术方案、技术参数范围内，根据所使用的加工机械的不同，方便地作出许多的调整，但这些符合本发明技术方案的调整都包括在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.制备防潮阻燃纸的方法，特征在于步骤中包括：
(a)将阻燃剂液料喷淋在原纸上，浸渍处理，并干燥处理；
(b)将胶质剂液料喷淋在步骤(a)得到的纸料上，浸渍处理，并干燥处理。
2.制备防潮阻燃纸的方法，特征包括：将阻燃剂和胶质剂混合液料喷淋在原纸上，浸渍处理，并干燥处理。
3.制备防潮阻燃纸的方法，特征包括：
(a)用阻燃剂液料添加在原纸纸浆内抄出纸，
(b)将步骤(b)得到的纸料用胶质剂液料进行喷淋和/或浸渍处理，并干燥处理。
4.如权利要求1-3中任一所述的方法，特征在于包括：
原纸在造纸机或/和涂布机上浸渍阻燃剂、胶质剂液料，
或原纸在造纸机或/和涂布机上浸渍胶质剂和阻燃剂混合液料，
或经过浸渍阻燃剂处理的纸料在造纸机或/和涂布机上浸渍胶质剂液料；
之后，再经机上烘缸干燥，一次成卷而成；上述各步骤是连续完成的。
5.如权利要求1-2中任一所述的方法，特征在于所述原纸为：纸浆在网上成型，仅通过压榨、烘干而成的定量在40～430g/m2范围的纸，其含水量在6-30wt％之间，优选8-12wt％之间，所述原纸可以是现时抄造的或预先抄造的。
6.如权利要求1-3中任一所述的方法，特征在于经过阻燃剂液料处理得到的纸料含水量在6～13.5wt％之间；经过胶质剂液料处理得到的纸料含水量在6～13.5wt％之间；经经过阻燃剂和胶质剂混合液料处理得到的纸料含水量在6～13.5wt％之间。
7.如权利要求1-3中任一所述方法，特征在于所述阻燃剂液料是含有水的混合物，其包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
硼砂、淀粉、硼酸、尿素、硫酸铵、磷酸、氢氧化铝、磷酸二氢钠、磷酸脲、聚磷酸铵；
或者所述阻燃剂液料是含有水的混合物，其含有市售配方阻燃剂包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
上海农药厂出品的CFR-201，杭州富瑞特化工科技有限公司出品的FR-200，北京宝桑新技术有限公司出品的BSZR-RZ。
8.如权利要求1-3中任一所述方法，特征在于所述胶质剂液料是含有水的混合物，其包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
淀粉、改性淀粉、聚乙烯醇、纤维素醚、松香胶、乳胶；
或者，所述胶质剂液料是含有水的混合物，含有市售的各种配方产品，所述配方产品包括但不限于如下所述物料的一种或几种的组合，如：
上海陶特贸易有限公司出品的DS-SS610、DS-SS815、DS-SS830表面施胶剂，巴斯夫Basoplast公司出品的400DS表面施胶剂，天禾化学品(苏州)有限公司出品的TH-A10、TH-A90、TH-SA200、TH-A60、TH-2500、TH-SA100施胶剂，潍坊恒兴化工有限公司出品的HX-系列施胶剂，泰安市东岳助剂厂的TF纸品挺硬剂，石家庄旺纸科技有限公司出品的WZ-201、WZ-101施胶剂，石家庄通力化学品有限公司出品的LSG-2施胶剂，营口市康如化工有限公司出品的中性、膏状施胶剂，泰安奇能化工科技有限公司出品的瓦楞纸表面施胶剂，华普化学品(潍坊)有限公司出品的AKD-HPA、AKD-HPB、AKD乳液烷基烯酮二聚体、HP-02石蜡分散松香、HPA阳离子松香胶施胶剂，天津市奥东化工有限公司出品的ARG-N、FAG-N、AD-I、F、AKD施胶剂，山东莘县大业造纸机械助剂制造厂出品的多功能固体施胶剂、环压增强剂、防回潮专用助剂，江西雨帆农业发展有限公司出品的YF302系列表面施胶淀粉，山东青州金昊化工有限公司出品的JH-3、JH-300施胶剂，河北信佳生物淀粉科技有限公司出品的LSE-2A(B)型淀粉系列施胶剂，湖北嘉匀化工科技有限公司出品的表面施胶剂，广东东莞东美食品有限公司出品的DM系列淀粉施胶剂。
9.如权利要求1-3中任一所述的方法，特征在于
所述阻燃剂液料，实施时配成固含量在15～60wt％范围，pH＝5～9的混合液；
所述胶质剂液料，实施时配成固含量在3.0～15wt％范围，pH＝5～9的混合液；
所述阻燃剂和胶质剂液料混合液，实施时配成固含量在15～60wt％范围，pH＝5～9的混合液。
10.权利要求1-3中任一所述方法制备的阻燃防潮的纸，其特征在于：
氧指数OI：               ≥32，
水份wt％：               6～14，
定量g/m2：               50～120之间或130～450之间，
横向环压指数N·m2/g：    2.5～5之间或≥5。
11.如权利要求10所述阻燃防潮纸的用途，包括用作纸质蜂窝芯材。
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