CN103255669B - 纸张及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种纸张,其含有植物纤维及改性纤维,其中改性纤维与植物纤维的绝干质量比为0.01-90:10,该改性纤维是对植物纤维、合成纤维中的至少一种进行改性使纤维上连接有吸水官能团的纤维,其中,所述植物纤维通过与具有吸水官能团的单体进行接枝共聚反应,获得改性纤维;所述合成纤维通过添加至顺丁烯二酸酐的有机溶剂中并加热使其酯化,再引入羧基同时使该合成纤维分子间形成交联结构,获得改性纤维。本发明还提供上述纸张的制备方法。本发明通过在纸张中引入一定量的吸水能力强的改性纤维,使纸张具有超强吸水量,这种纸张保水性强,手感柔软,因此非常适合做成擦手纸、厨房用纸等这类高湿强纸。
Description
技术领域
本发明涉及一种纸张及其制备方法。
背景技术
目前,消费者使用的生活用纸种类繁多,用途不一,如卷筒卫生纸,盒装面纸,擦手纸,厨房用纸等。现有的擦手纸和厨房用纸虽然有较高的干强度和湿强度,但也存在一些缺陷,如吸水量不大,如此在吸收一定量的水时需消耗较多的纸张。此外,该类擦手纸和厨房用纸通常不具有抗菌功能。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种具有强吸水能力的纸张。
另外,还有必要提供一种制备上述纸张的方法。
一种纸张,其含有植物纤维及改性纤维,其中改性纤维与植物纤维的绝干质量比为0.01-90:10,该改性纤维是对植物纤维、合成纤维中的至少一种进行改性使纤维上连接有吸水官能团的纤维,其中,所述植物纤维通过与具有吸水官能团的单体进行接枝共聚反应,获得改性纤维;所述合成纤维通过添加至顺丁烯二酸酐的有机溶剂中并加热使其酯化,再引入羧基同时使该合成纤维分子间形成交联结构,获得改性纤维。
一种纸张的制备方法,其包括如下步骤:
对植物纤维、合成纤维中的至少一种进行改性使纤维上连接有吸水官能团,其中,所述植物纤维通过与具有吸水官能团的单体进行接枝共聚反应,获得改性纤维;所述合成纤维通过添加至顺丁烯二酸酐的有机溶剂中并加热使其酯化,再引入羧基同时使该合成纤维分子间形成交联结构,获得改性纤维;
取一定量的改性纤维与一定量的植物纤维混合获得纸浆,其中改性纤维与植物纤维的绝干质量比为0.01-90:10;
使用该纸浆进行抄造制得纸张。
本发明通过在纸张中引入一定量的吸水能力强的改性纤维,使纸张具有超强吸水量,这种纸张保水性强,手感柔软,因此非常适合做成擦手纸、厨房用纸等这类高湿强纸。
具体实施方式
本发明的纸张含有植物纤维及改性纤维,其中改性纤维与植物纤维的绝干质量比为0.01-90:10。
该改性纤维是对纤维原料进行改性获得的纤维上连接有很多的吸水官能团的纤维。改性方法通常采用化学方法。纤维原料选自植物纤维、粘胶纤维、合成纤维中的至少一种。该植物纤维主要含植物纤维素或植物纤维素的衍生物。粘胶纤维属再生纤维素纤维,其以天然纤维素为原料,经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素磺酸酯,再溶于稀碱液制成粘胶,经湿法纺丝而制成。该合成纤维可为聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维。该吸水官能团包括有磺酸基、羧基、羟基、酰胺基和酯基。该改性纤维的吸水量可达到原来未改性纤维的几倍甚至几十倍几百倍。
改性纤维的制备方法可根据纤维原料种类的不同而不同,通常需将纤维原料与特定的反应物发生反应使纤维上连接有吸水官能团。如植物纤维可以与具有吸水官能团的单体(如丙烯酸)进行接枝共聚反应,使纤维素或其衍生物的分子链上连有很多吸水官能团。如聚乙烯醇纤维可添加至顺丁烯二酸酐的有机溶剂中,加热使聚乙烯醇分子的侧链一部分酯化,引入羧基,同时使分子间形成交联结构,从而制得高吸水聚乙烯醇纤维。
该纸张中改性纤维与植物纤维的添加比例是综合纸张产品吸水量及吸水程度的需求及纸机的生产条件而选择的比例范围。改性纤维由于吸水能力强其在湿端处理时会吸收较多水,如果纸张中改性纤维含量过高会增加湿端真空抽吸的负荷,也会增加烘缸干燥的能耗,也就增加了生产成本。
该改性纤维可在纸张抄造的任一工序、任一位置加入,添加位置具体可为碎浆槽、倾浆槽、储浆槽、混合槽、机前槽、压力筛入口以及流浆箱中的任一位置。
该纸张中还含有抗菌剂,其中抗菌剂的用量与纸张中植物纤维与改性纤维绝干质量和的0.005%-0.05%。该抗菌剂可为季铵盐类抗菌剂(如苯扎氯铵、苯扎溴铵、苄索氯铵等)或胍类抗菌剂(如聚六亚甲基双胍、洗必泰等)。
该抗菌剂可在纸张抄造的任一工序、任一位置加入,添加位置具体可为碎浆槽、倾浆槽、储浆槽、混合槽、机前槽、压力筛入口、流浆箱、网上成型、压榨以及干燥中的任一位置。
可以理解的,该纸张中还含有常见的造纸化学助剂,如干强剂、湿强剂、助留剂、柔软剂等。
该纸张基重为10-70g/m2,为生活用纸的常规基重范围。
一种纸张的制备方法,其包括如下步骤:
(1)对植物纤维、粘胶纤维、或合成纤维进行改性,使纤维上连接有很多的吸水官能团。该吸水官能团包括有磺酸基、羧基、酰胺基和酯基。改性方法通常采用化学方法。
(2)取一定量的改性纤维与一定量的植物纤维混合均匀获得纸浆,其中改性纤维与植物纤维的绝干质量比为0.01-90:10。该改性纤维可在纸张抄造的任一工序、任一位置与植物纤维进行混合加入,添加位置具体可为碎浆槽、倾浆槽、储浆槽、混合槽、机前槽、压力筛入口以及流浆箱中的任一位置。
(3)在纸浆中添加抗菌剂,抗菌剂的用量与纸张中植物纤维与改性纤维绝干质量和的0.005%-0.05%。该抗菌剂可为季铵盐类抗菌剂(如苯扎氯铵、苯扎溴铵、苄索氯铵等)或胍类抗菌剂(如聚六亚甲基双胍、洗必泰等)。该抗菌剂可在纸张抄造的任一工序、任一位置加入,添加位置具体可为碎浆槽、倾浆槽、储浆槽、混合槽、机前槽、压力筛入口、流浆箱、网上成型、压榨以及干燥中的任一位置。此步骤为非必要步骤。
(4)使用该纸浆进行抄造制得纸张。
本发明通过在纸张中引入吸水能力强的改性纤维,使纸张具有超强吸水量,这种纸张保水性强,手感柔软,因此非常适合做成擦手纸、厨房用纸等这类高湿强纸。另外,当这种纸张中添加有抗菌剂,擦手时纸张在把手上水分吸干的同时也会杀掉手上的细菌,厨房用纸在清洁厨房时,也可以杀掉厨房里各个位置的细菌,包括灶台,炊具,餐具等,因此是一款非常理想的办公及家庭用纸。
下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
制备改性纤维:本实施例采用的原材料为植物纤维,具体参与反应的成分是纤维素,另一种反应单体是丙烯酸,所用助剂为过氧化氢(具体用量为绝干植物纤维10克,丙烯酸2.5克,过氧化氢0.1克),利用非均相的方法制备了改性纤维,具体做法是将纤维素与过氧化氢反应,然后将与过氧化氢反应过的纤维素与丙烯酸在非均相体系中进行接枝共聚,过氧化氢与纤维素会先形成氧化还原体系,再引发丙烯酸与纤维素接枝共聚,这样便制备了具有高吸水倍率的改性纤维,改性纤维上连接有羧基。
将高吸水改性纤维与植物纤维按照绝干比为70:10的比例混合在一起并一起加入到碎浆槽中,使碎浆槽中的浆浓是7%,碎浆之后该纸浆纤维依次经过其它工序流送到流浆箱进行上网成型,在流浆箱中会加入阳离子抗菌剂洗必泰,洗必泰的用量占绝干浆的0.03%。
所抄造的纸张基重为35g/m2。该纸张的的吸水量高达每克纸吸水355g。纸张的强度如下:MD方向的干强度为6466gf,CD方向的干强度为3393gf;MD方向的湿强度为1433gf,CD方向的湿强度为1210gf。说明该纸张适合作为擦手纸、厨房用纸等高湿强纸。
实施例2
制备改性纤维:本实施例采用的原材料为聚丙烯腈纤维,将其放在浓度为10%的氢氧化钠溶液中搅拌让其发生水解反应,水解反应的温度为80℃,反应时间为3小时,反应后的聚丙烯腈分子链上含有很多羧基,酰胺基等具有很强亲水力的基团。将水解后的聚丙烯腈纤维用浓度为10%的盐酸对其进行中和处理,使溶液的pH为5-6.5,然后在搅拌下加入交联剂甲醛溶液(0.5mol/L),交联剂占纤维重量的0.04%,反应温度为85℃,反应时间为1小时,这样不同分子链上的羧基就会被交联剂连接在一起,形成空间网状结构,分子链上未参与交联的羧基、酰胺基等基团具有强亲水性,是反应物具备吸水性的基础,而空间网状结构赋予其保水性能。反应完成后将所得产物冷却,用工业酒精(浓度为95%)洗涤,在80℃温度下烘干2小时即得超强吸水能力及保水能力的改性纤维。各物质的具体用量为绝干聚丙烯腈纤维10克,氢氧化钠绝干为20克,甲醛为0.004克。
将高吸水改性纤维与植物纤维按照绝干比为0.1:10的关系混合在一起并一起加入到碎浆槽中,使碎浆槽中的浆浓是6%,碎浆之后该纸浆纤维依次经过其它工序流送到流浆箱进行上网成型,在流浆箱中会加入阳离子抗菌剂洗必泰,洗必泰的用量占绝干浆的0.04%。
所抄造的纸张基重为47g/m2。该纸张的的吸水量高达每克纸吸水30g。纸张的强度如下:MD方向的干强度为3633gf,CD方向的干强度为2247gf;MD方向的湿强度为846gf,CD方向的湿强度为655gf。说明该纸张适合作为擦手纸、厨房用纸等高湿强纸。
另外,本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然,这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (11)
1.一种纸张,其特征在于:该纸张含有植物纤维及改性纤维,其中改性纤维与植物纤维的绝干质量比为0.01-90:10,该改性纤维是对植物纤维、合成纤维中的至少一种进行改性使纤维上连接有吸水官能团的纤维,其中,所述植物纤维通过与具有吸水官能团的单体进行接枝共聚反应,获得改性纤维;所述合成纤维通过添加至顺丁烯二酸酐的有机溶剂中并加热使其酯化,再引入羧基同时使该合成纤维分子间形成交联结构,获得改性纤维。
2.如权利要求1所述的纸张,其特征在于:该吸水官能团包括有磺酸基、羟基、羧基、酰胺基和酯基。
3.如权利要求1所述的纸张,其特征在于:该纸张基重为10-70g/m2。
4.如权利要求1所述的纸张,其特征在于:该合成纤维选自聚乙烯醇纤维。
5.如权利要求1所述的纸张,其特征在于:该植物纤维主要含植物纤维素或植物纤维素的衍生物。
6.如权利要求1所述的纸张,其特征在于:该纸张中还含有抗菌剂,其中抗菌剂的用量与纸张中植物纤维与改性纤维绝干质量和的0.005%-0.05%,该抗菌剂选自季铵盐类抗菌剂或胍类抗菌剂中的至少一种。
7.一种纸张的制备方法,其包括如下步骤:
对植物纤维、合成纤维中的至少一种进行改性使纤维上连接有吸水官能团,其中,所述植物纤维通过与具有吸水官能团的单体进行接枝共聚反应,获得改性纤维;所述合成纤维通过添加至顺丁烯二酸酐的有机溶剂中并加热使其酯化,再引入羧基同时使该合成纤维分子间形成交联结构,获得改性纤维;
取一定量的改性纤维与一定量的植物纤维混合获得纸浆,其中改性纤维与植物纤维的绝干质量比为0.01-90:10;
使用该纸浆进行抄造制得纸张。
8.如权利要求7所述的纸张的制备方法,其特征在于:该吸水官能团包括有磺酸基、羟基、羧基、酰胺基和酯基。
9.如权利要求7所述的纸张的制备方法,其特征在于:该合成纤维选自聚乙烯醇纤维。
10.如权利要求7所述的纸张的制备方法,其特征在于:该植物纤维主要含植物纤维素或植物纤维素的衍生物。
11.如权利要求7所述的纸张的制备方法,其特征在于:该方法还包括添加抗菌剂的步骤,其中抗菌剂的用量与纸张中植物纤维与改性纤维绝干质量和的0.005%-0.05%,该抗菌剂选自季铵盐类抗菌剂或胍类抗菌剂中的至少一种。
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