CN102587215A - 一种带有磁特性纸张的制备方法 - Google Patents

一种带有磁特性纸张的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种带有磁特性纸张的制备方法，具体地说是在纸浆纤维的细胞腔中填充具有磁性的无机材料而制得带有磁特性的纸张。首先，以氧化硼、氧化铝、氧化硅、稀有金属氧化物等为原料，通过高温熔融的方法，制备出具有磁性的无机材料颗粒；然后利用造纸的工艺，采用细胞腔加添的方式加入上述磁性无机材料颗粒来制备带有磁特性的纸张。由本发明制得的纸张属于可再生资源，而且因具有磁响应、磁记录等磁特性，可用于票据纸、包装纸、书法纸等需要有特殊身份证明的特种纸制品。本发明在纸张制备过程中不需要特殊的设备，操作简单，易于工业化生产；且磁性为永久性，不易消磁，不易被仿造。

Description

一种带有磁特性纸张的制备方法
技术领域
本发明涉及一种纸张的制造方法，特别涉及一种带有磁特性纸张的制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展，各种各样的假冒伪略产品层出不穷。票据、产品包装、书法绘画等特殊纸制品可为伪造者带来巨大的利润，因此不惜利用各种尖端的新技术(例如计算机图形处理软件、彩印、高精度扫描、数字化印刷等)来仿造，使原有的防伪很容易失去其特有的隐秘性。因此，亟需开发研究各种新型特种高效的防伪技术。CN1609919公开了一种防伪膜内标贴纸及其制备方法和应用，包括表面印有防伪标识层(1)的标纸层(2)、涂覆于防伪标识层(1)上的胶膜层(3)，该胶膜层(3)上具有压纹(4)。克服了现有标贴纸的缺点，并具有完全的防伪功能，无需成型后贴标签。但是所制备的贴纸不耐高温，强度差。CN101381975提供了一种在纸张中表现出可透光性的透明纤维，还提供了该透明纤维的制备方法以及含有这种透明纤维的纸制品。所述透明纤维是对包含以下组成的原料经干法纺丝或湿法纺丝而得到的合成纤维：聚乙烯醇：75-97％，壳聚糖：1-15％，羧甲基纤维素：0.5-10％。同样，所制备的纸张不耐高温，防伪耐久效果差。
磁性纸与其他记录形式相比，最大优点是：在视觉不见的磁层里，贮存有大量有用的记录，具有高度的隐蔽性，而且携带、使用尤为方便、反馈迅速(向机内一插，短短几秒钟内便会有显示或动作)。从保密角度来看，其应用领域将会有更多地拓展，比如生产管理、通讯联络、经营销售、防盗防爆等。目前，制备磁性纸所用的磁性材料大多为铁氧体包括Fe3O4(杨欣.细胞腔填充法制备磁性纸研究[D].江南大学，2008.；李海蜂.原位复合法磁性纸张的制备及磁性能研究[D].江南大学，2008.)、γ-Fe2O3(唐爱民，张宏伟，陈港等.磁性纳米复合纤维及磁性纸的制备与性能[J].华南理工大学学报(自然科学版)，2009，37(3)：75-80.)、Mn1-xZnxFe2O4(于刚，段明珠，吕键.细胞内填充法制备磁性纸用纤维[J].上海造纸，2008，39(1)：32-35.)等。而铁氧体材料电阻较小，不耐酸碱，不能透光，而且制备的纸张白度相对较低，在印刷等方面有一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种不导电，耐酸碱，透光性好，耐高温的带有磁特性的纸张的制备方法，按照本发明制备方法制得的纸张因具有磁响应、磁记录等磁特性，可用于票据纸、包装纸、书法纸等需要有特殊身份证明的特种纸制品。本发明在纸张制备过程中不需要特殊的设备，操作简单，易于工业化生产；且磁性为永久性，不易消磁，不易被仿造。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将25～33％的Tb4O7，15～22％的B2O3，9～25％的Al2O3，15～25％的SiO2，2～8％的P2O5，1～3％的BaO，0.5～1％的ZnO，1～3％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1450～1550℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温2～6小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入10～30℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温4～6h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，按质量份数取3～5份阔叶木浆，加入300～500份蒸馏水中，在500～1000转/分钟的疏解容器中疏解30～50分钟；
其次，向疏解液中加入2～5份已制取的具有磁特性的无机材料，再以800～1500转/分钟疏解20～50分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用4～6Mpa的压力压榨3～15分钟后形成0.2～0.8mm的纸片；最后，将纸片放入105～110℃的烘箱中，干燥10～30分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
所说的SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
本发明通过在纸张中加入无机非金属耐高温非晶体材料，制备了具有磁特性的纸张。所制备的无机非金属耐高温非晶体材料制备工艺简单，具有光学各项同性，化学稳定性优良，不导电，磁性强。本发明所制备的磁性纸张不导电，耐酸碱，透光性好，耐高温。按照本发明制备方法制得的纸张因具有磁响应、磁记录等磁特性，可用于票据纸、包装纸、书法纸等需要有特殊身份证明的特种纸制品。本发明在纸张制备过程中不需要特殊的设备，操作简单，易于工业化生产；且磁性为永久性，不易消磁，不易被仿造。
附图说明
图1，图2分别是实施例1、2制备的磁性纸张在扫描电子显微镜下的照片。
具体实施方式
实施例1：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将32％的Tb4O7，22％的B2O3，9％的Al2O3，25％的SiO2，8％的P2O5，2％的BaO，1％的ZnO，1％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1460℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温3小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入20℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温4h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，按质量份数取5份阔叶木浆，加入500份蒸馏水中，在800转/分钟的疏解容器中疏解30分钟；
其次，向疏解液中加入4份已制取的具有磁特性的无机材料，再以1500转/分钟疏解50分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用4Mpa的压力压榨5分钟后形成0.4mm的纸片；最后，将纸片放入110℃的烘箱中，干燥30分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
其是SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
附图1为所制备的磁性纸张在200倍下的SEM照片，从图中可以看出所制备的磁性纸张中磁性颗粒在纸张纤维间的呈现均匀分布。
实施例2：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将30％的Tb4O7，16％的B2O3，18％的Al2O3，23％的SiO2，6％的P2O5，3％的BaO，1％的ZnO，3％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1550℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温2小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入10℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温6h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，按质量份数取3份阔叶木浆，加入300份蒸馏水中，在500转/分钟的疏解容器中疏解30分钟；
其次，向疏解液中加入2份已制取的具有磁特性的无机材料，再以800转/分钟疏解20分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用6Mpa的压力压榨15分钟后形成0.8mm的纸片；最后，将纸片放入105℃的烘箱中，干燥30分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
其是SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
附图2为所制备的磁性纸张在1000倍下的SEM照片，从图中可以看出所制备的磁性纸张中磁性颗粒在纸张中的纤维通过短纤维牢固结合。
实施例3：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将30％的Tb4O7，22％的B2O3，25％的Al2O3，15％的SiO2，2％的P2O5，3％的BaO，1％的ZnO，2％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1500℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温4小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入30℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温6h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，取4份阔叶木浆，加入400份蒸馏水中，在600转/分钟的疏解容器中疏解40分钟；
其次，向疏解液中加入5份已制取的具有磁特性的无机材料，再以1200转/分钟疏解30分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用4Mpa的压力压榨6分钟后形成0.5mm的纸片；最后，将纸片放入110℃的烘箱中，干燥10分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
其是SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
实施例4：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将33％的Tb4O7，15％的B2O3，20％的Al2O3，19.5、％的SiO2，8％的P2O5，1％的BaO，0.5％的ZnO，3％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1450℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温6小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入30℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温5h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，取5份阔叶木浆，加入500份蒸馏水中，在1000转/分钟的疏解容器中疏解50分钟；
其次，向疏解液中加入3份已制取的具有磁特性的无机材料，再以1000转/分钟疏解50分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用4Mpa的压力压榨9分钟后形成0.2mm的纸片；最后，将纸片放入110℃的烘箱中，干燥30分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
其是SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
实施例5：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将25％的Tb4O7，22％的B2O3，16％的Al2O3，25％的SiO2，6％的P2O5，3％的BaO，1％的ZnO，2％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1480℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温6小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入20℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温6h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，取5份阔叶木浆，加入400份蒸馏水中，在800转/分钟的疏解容器中疏解40分钟；
其次，向疏解液中加入4份已制取的具有磁特性的无机材料，再以1500转/分钟疏解50分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用5Mpa的压力压榨12分钟后形成0.8mm的纸片；最后，将纸片放入105℃的烘箱中，干燥20分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
其是SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
实施例6：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将29％的Tb4O7，18％的B2O3，14％的Al2O3，24％的SiO2，8％的P2O5，3％的BaO，1％的ZnO，3％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1500℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温3小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入30℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温6h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，取5份阔叶木浆，加入300份蒸馏水中，在500转/分钟的疏解容器中疏解50分钟；
其次，向疏解液中加入5份已制取的具有磁特性的无机材料，再以1500转/分钟疏解50分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用4Mpa的压力压榨3分钟后形成0.5mm的纸片；最后，将纸片放入110℃的烘箱中，干燥30分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
其是SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
本发明通过在纸张中加入无机非金属耐高温非晶体材料，制备了具有磁特性的纸张。所制备的磁性纸张不导电，耐酸碱，透光性好，耐高温。按照本发明制备方法制得的纸张因具有磁响应、磁记录等磁特性，可用于票据纸、包装纸、书法纸等需要有特殊身份证明的特种纸制品。本发明在纸张制备过程中不需要特殊的设备，操作简单，易于工业化生产；且磁性为永久性，不易消磁，不易被仿造。

Claims (2)

1.一种带有磁特性纸张的制备方法，其特征在于：
第一步：具有磁特性的无机材料制备
1)首先，按照质量分数将25～33％的Tb4O7，15～22％的B2O3，9～25％的Al2O3，15～25％的SiO2，2～8％的P2O5，1～3％的BaO，0.5～1％的ZnO，1～3％的NaCl称量后放入玛瑙研钵中混合至均匀度大于98％后，形成配合料；
2)其次，在1300℃下将配合料加入采用硅酸铝纤维包裹，并带盖的刚玉坩埚中，以20℃/分钟的升温速率自1300℃升温至1450～1550℃进行熔制形成玻璃熔体，在熔制温度下保温2～6小时，熔制过程中每隔1小时采用刚玉搅拌棒搅拌1分钟；
3)然后，将熔制好的玻璃熔体迅速倒入10～30℃的蒸馏水中水淬，然后捞出水淬的试样，放入120℃的烘箱中保温4～6h后自然冷却至室温；
4)最后，将冷却的颗粒放入氧化铝球磨罐中，球磨至200目后既得具有磁特性的无机材料；
第二步：磁性纸张制备
首先，按质量份数取3～5份阔叶木浆，加入300～500份蒸馏水中，在500～1000转/分钟的疏解容器中疏解30～50分钟；
其次，向疏解液中加入2～5份已制取的具有磁特性的无机材料，再以800～1500转/分钟疏解20～50分钟；
然后，将疏解后的料浆移至抄片机上，采用4～6Mpa的压力压榨3～15分钟后形成0.2～0.8mm的纸片；最后，将纸片放入105～110℃的烘箱中，干燥10～30分钟后，自然冷却既得带有磁特性的纸张。
2.根据权利要求1所述的带有磁特性纸张的制备方法，其特征在于：所说的SiO2通过分析纯的二氧化硅引入，纯度为99.99％，粒度为350目。
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