CN108677582A - 一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法 - Google Patents

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刘洪斌
管敏
安兴业
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Tianjin University of Science and Technology
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/02—Methods of beating; Beaters of the Hollander type
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明属于制浆造纸领域，具体涉及一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法。本发明提供了一种操作简便，绿色环保的提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法，具有重要的意义。

Description

一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法
技术领域
本发明涉及一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法。
技术背景
卫生纸和厨房用纸等生活用纸是人们日常生活中必不可少的产品，对于生活用纸来说，吸水性是其成纸的重要性能之一。市场上的厨房用纸多以聚酯纤维为原料通过水刺复合技术加工而成，但是由于其原料成本高、制备过程复杂，限制了其作为厨房用纸的普及和应用。竹纤维具有天然的抗菌、抑菌、杀菌的效果，而且用竹纤维生产的生活用纸具备很好的透气性和舒适性，所以很多人将其作为生活用纸原纸的原料，但是竹纤维挺硬，在打浆时易切断，不易帚化，纤维初生壁和次生壁外层易起毛等缺点也在很大程度上限制了其在工业中的应用。因此，研究和开发一种用以提高竹浆生活用纸原纸吸水性的绿色环保且操作简单的方法具有十分重要的意义。
本发明采用在浆料中添加NFC的方式来提高竹浆生活用纸原纸吸水性，NFC较大的比表面积、高长径比等特点使其容易在竹浆纤维纸基中形成三维立体网状结构，本课题组已经证明纳米纤丝纤维素形成的三维立体网状结构会在纸基材料中形成大量的微毛细管状结构，这种微毛细管结构以及纳米纤丝纤维素大的比表面积效应，将会通过虹吸、润胀作用提高纸基材料的吸水性；另外NFC含有大量的羟基，羟基属于亲水性基团，而且羟基极性较大，容易和介电常数大的水结合，从而提高成纸的吸水性。本发明操作方法简单、可行。NFC是一种纤维素基纳米材料，它取之于丰富的可再生资源，具有生物可降解性能、低的环境、健康和安全风险。本发明操作方法简单、可行，且对环境无污染，对于生产安全绿色环保的厨房用纸具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法。
本发明的技术方法概述如下：
一种提高生活用纸原纸吸水性的方法，包括如下步骤：
步骤1：将竹浆纤维原料打浆至打浆度为25°SR-35°SR或进行消潜疏解，获得纤维浆料；
步骤2：加水调节纤维浆料的质量浓度至3wt％-10wt％；加入纳米纤丝纤维素(Nano-fibrillated Cellulose，NFC)悬浮液，NFC相对于纤维浆料绝干质量的添加量分别为2wt％-10wt％，将NFC在纤维浆料中充分搅拌均匀；
步骤3：将步骤2获得的纤维浆料用水稀释至质量浓度为0.2wt％-2wt％，用抄片器、动态纸页成型器或造纸机抄造生活用纸。
纤维原料为未漂高得率竹浆或未漂硫酸盐竹浆。
打浆度优选为32°SR。
纤维浆料的质量浓度优选为5wt％。
所述纳米纤丝纤维素相对于纤维浆料绝干质量的添加量优选为10wt％。
所获得的纤维浆料用水稀释至质量浓度优选为0.2wt％-2wt％。
本发明采用在浆料中添加NFC的方式来提高竹浆生活用纸原纸吸水性，NFC较大的比表面积、高长径比等特点使其容易在竹浆纤维纸基中形成三维立体网状结构，本课题组已经证明纳米纤丝纤维素形成的三维立体网状结构会在纸基材料中形成大量的微毛细管状结构，这种微毛细管结构以及纳米纤丝纤维素大的比表面积效应，将会通过虹吸、润胀作用提高纸基材料的吸水性；另外NFC含有大量的羟基，羟基属于亲水性基团，而且羟基极性较大，容易和介电常数大的水结合，从而提高成纸的吸水性。本发明操作方法简单、可行。NFC是一种纤维素基纳米材料，它取之于丰富的可再生资源，具有生物可降解性能、低的环境、健康和安全风险。本发明操作方法简单、可行，且对环境无污染，对于生产安全绿色环保的厨房用纸具有重要意义。
具体实施方式
下面的实施案例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但并不以任何方式限制本发明。
实施例1：一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法，包括如下步骤：
步骤1：将未漂高得率竹浆打浆至打浆度为30°SR，获得纤维浆料；
步骤2：按一定比例取六份不等质量纤维浆料，以保证抄造后的原纸定量相同，分别加水调节纤维浆料的质量浓度至5wt％，在六份中加入不同量的NFC，使NFC占绝干浆料的比重分别为0wt％，2wt％，4wt％，6wt％，8wt％，10wt％；
步骤3：将步骤2获得的材料用水稀释至质量浓度为1wt％，用抄片器抄造40g/m2的生活用纸原纸。见表1、2、3。
表1 NFC添加量对未漂高得率竹浆吸水性的影响
表2 NFC添加量对未漂高得率竹浆强度性能的影响
表3 NFC添加量对未漂高得率竹浆松厚度的影响
由表1、2、3可知，对于未漂高得率竹浆来说，添加NFC之后，未漂高得率竹浆生活用纸原纸的吸水性从6.80g/g增加到8.69g/g，松厚度也从原来的3.90cm3/g增加到4.50cm3/g，这说明纳米纤丝纤维素较大的比表面积、高长径比等特点使其在竹浆纤维纸基中形成了三维立体网状结构，这种三维立体网状结构会在纸基材料中形成大量的微毛细管状结构，这种微毛细管结构以及纳米纤丝纤维素大的比表面积效应，从而通过虹吸、润胀作用提高纸基材料的吸水性；另外NFC含有大量的羟基，羟基属于亲水性基团，而且羟基极性较大，容易和介电常数大的水结合，从而提高成纸的吸水性。
而且羟基的增多导致更多的氢键结合，从而使得成纸的强度也有所提高，其抗张指数从原来的18.53N·m/g增加到24.51N·m/g。
实施例2：一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法，包括如下步骤：
步骤1：将未漂硫酸盐竹浆打浆至打浆度为32°SR，获得纤维浆料；
步骤2：按一定比例取六份不等质量纤维浆料，以保证抄造后的原纸定量相同，分别加水调节纤维浆料的质量浓度至5wt％，在六份中加入不同量的NFC，使NFC占绝干浆料的比重分别为0wt％，2wt％，4wt％，6wt％，8wt％，10wt％；
步骤3：将步骤3)获得的材料用水稀释至质量浓度为1wt％，用抄片器抄造40g/m2的生活用纸原纸。见表4、5、6。
表4 NFC添加量对未漂硫酸盐竹浆吸水性的影响
表5 NFC添加量对未漂硫酸盐竹浆强度性能的影响
表6 NFC添加量对未漂硫酸盐竹浆松厚度的影响
由表4、5、6可知，对于未漂硫酸盐竹浆来说，添加NFC之后，未漂硫酸盐竹浆生活用纸原纸的吸水性从8.68g/g增加到9.41g/g，松厚度也从原来的4.14cm3/g增加到5.01cm3/g，这说明纳米纤丝纤维素较大的比表面积、高长径比等特点使其在竹浆纤维纸基中形成了三维立体网状结构，这种三维立体网状结构会在纸基材料中形成大量的微毛细管状结构，这种微毛细管结构以及纳米纤丝纤维素大的比表面积效应，从而通过虹吸、润胀作用提高纸基材料的吸水性；另外NFC含有大量的羟基，羟基属于亲水性基团，而且羟基极性较大，容易和介电常数大的水结合，从而提高成纸的吸水性。
而且羟基的增多导致更多的氢键结合，从而使得成纸的强度也有所提高，其抗张指数从原来的20.47N·m/g增加到25.52N·m/g。

Claims (6)

1.一种提高竹浆生活用纸原纸吸水性的方法，其特征是包括如下步骤：
步骤1：将竹浆纤维原料打浆至打浆度为25°SR-35°SR或进行消潜疏解，获得纤维浆料；
步骤2：加水调节纤维浆料的质量浓度至3wt％-10wt％；加入纳米纤丝纤维素(Nano-fibrillated Cellulose，NFC)悬浮液，NFC相对于纤维浆料绝干质量的添加量分别为2wt％-10wt％，将NFC在纤维浆料中充分搅拌均匀；
步骤3：将步骤2获得的纤维浆料用水稀释至质量浓度为0.2wt％-2wt％，用抄片器、动态纸页成型器或造纸机抄造生活用纸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述纤维原料为未漂高得率竹浆或未漂硫酸盐竹浆。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述打浆度优选为32°SR。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述纤维浆料的质量浓度优选为5wt％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述纳米纤丝纤维素相对于纤维浆料绝干质量的添加量优选为10wt％。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所获得的纤维浆料用水稀释至质量浓度优选为0.2wt％-2wt％。
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