CN113906173B - 纸纱、纸布和织物产品 - Google Patents

Abstract

在本发明中，使用含有不同类型纤维的纸制备有用的制品。在造粒步骤中，将甘蔗渣粉碎以形成粒化的甘蔗粉末(步骤S11)。在制浆步骤中，由马尼拉麻形成浆(步骤S12)。在混合步骤中，将在相应步骤中形成的甘蔗粉末和浆混合在一起(步骤S21)。在造纸步骤中，使用甘蔗粉末和浆的混合物来形成日本纸(步骤S22)。在分切步骤中，将所形成的日本纸切割成窄条(分切)(步骤S23)。在纱线加捻步骤中，加捻分切的日本纸纱以形成纸纱(步骤S24)。

Description

纸纱、纸布和织物产品

技术领域

本发明涉及使用纸制造的产品。

背景技术

专利文献1公开了从草纤维中除去木质素以生产纸和纤维的技术。

现有技术文献

专利文件

[专利文件1]日本专利申请特开平2009-530505

发明内容

要解决的技术问题

通过加捻纸形成的纸纱是本领域已知的。当从纱线制造纸时，如果杂质与主要的纱线材料例如马尼拉麻混合，则得到的纸具有显著降低的强度，因此纸不能容易地加工以制造有用的纸产品(纸纱、纸布等)。另一方面，还存在作为燃料燃烧或作为废物丢弃的纤维。这种纤维的实施例是甘蔗浆，称为甘蔗渣，并且因此要寻求有效的利用方法。

本发明的一个目的是生产含有不同类型纤维的有用纸制品。

技术方案

为了实现该目的，本发明提供一种由纸形成的纸纱，所述纸包括：第一纤维，所述第一纤维的木质素含量大于或等于预定的阈值；以及第二纤维，所述第二纤维的木质素含量小于所述阈值。

不需要执行从第一纤维除去木质素的处理。

第一纤维可以加工成颗粒。

第一纤维可以是甘蔗渣。

第一纤维的质量比可以为3％以上40％以下。

本发明还提供一种使用上述纸纱编织的纸布。

本发明还提供使用上述纸布生产的织物产品。

另外，特定的覆盖区域可以适当地用光照射预定长度的时间或更长。

本发明的有益效果

根据本发明，可以使用包含不同类型纤维的纸生产有用的产品。

附图说明

图1示出了根据一个实施方式的纸纱的外观。

图2示出了根据另一实施方式的布的外观。

图3示例性示出了纸纱和纸布的制造过程。

图4示出了甘蔗浆粉末的示例性粒度分布。

图5是表示纸纱的物理性能试验结果的实施例的图。

图6示出了可以使用纸布生产的织物产品的实施例。

图7示出了显示日本纸除臭效果的测试结果的实施例。

图8示出了显示织物产品除臭效果的测试结果的实施例。

图9是表示纸纱的质量比的估计结果的实施例的图。

图10示出了质量比的相关性的实施例。

图11是示出根据变型例的颜色改变处理的实施例的图。

附图标记列表

1……纸纱，2……纸布，3……织物产品，4……图案纸。

具体实施方式

1.实施方式

本发明涉及一种织物产品，例如纸纱、纸布(使用纸纱编织的布)和使用纸布生产的布(以下称为“纸织物产品”)。下面描述本发明的纸纱、纸布和纸织物产品的实施例。

图1示出了根据一个实施方式的纸纱1的外观。纸纱1是使用甘蔗渣和马尼拉麻作为原料生产的纸纱。甘蔗渣是通过压榨甘蔗生产的纤维浆。纸纱是通过将纸(通常为日本纸)分切和加捻而制成的纱。后面将描述纸纱1的细节，包括其制造方法。

图2示出了根据另一实施方式的纸布2的外观。纸布2是以斜纹织将纸纱1编织成纬纱，将靛蓝色的棉纱编织成经纱而得到的布，也可以称为棉纸布。在图2中，纸布2被示出为折叠的并且大体面向后。对纸布2的正面进行染色；经纱是染色的棉纱。

图3示出了制造纸纱1和纸布2的过程的实施例。在图3所示的每个步骤中，操作者操作各种制造机器来处理材料等。如以上所述，纸纱1的原材料是甘蔗渣和马尼拉麻。

首先，在步骤S11中进行粉碎甘蔗渣以生产颗粒的甘蔗浆粉末的造粒步骤。在造粒步骤中，例如，使用称为喷射磨机的机器。喷射磨机是装备有喷嘴的装置，高压空气或蒸汽作为超高速射流从喷嘴喷射，用于吹到颗粒上，以通过使颗粒彼此碰撞而将颗粒粉碎成细颗粒。现在将参考图4描述通过粒度分布测量装置测量的在造粒步骤中生产的甘蔗浆粉末的粒度的测量结果的实施例。

图4示出了甘蔗浆粉末的粒度分布的实施例。在图4的(a)中，还示出了柱状图，其中横轴表示粒径(μm(微米))，纵轴表示频度(％)。频度表示某一粒度的颗粒数目与颗粒总数的比率。在图4的(b)中，作为根据粒度分布计算的特征值，MV(体积平均)为54.83μm，MN(平均直径)为1.461μm，MA(面积平均直径)为13.62μm，CS(比表面积，每单位体积的表面积)为0.44065，中值直径为42.86μm。值得注意的是，在造粒步骤中产生的甘蔗浆粉末的粒度分布不限于上述，并且可以在一定程度上与其不同。

在步骤S12中，进行由马尼拉麻生产纸浆的制浆工艺。例如，在制浆工艺中，进行的工艺涉及将马尼拉麻分切，加入化学品并在高温和高压下煮沸经分切的马尼拉麻以除去异物，接着用酶洗涤以除去木质素，然后用化学品进行漂白。作为木质素去除工艺的结果，纸浆的木质素含量非常低，通常小于2％。

另一方面，在造粒步骤中，不进行木质素去除工艺。已知甘蔗渣含有40-60％纤维素，20-30％戊糖，15-20％木质素和1-3％灰分(参见，柏木丰“Technology for theProduction of Functional Dietary fibers from Bagasse”，《农业和园艺》，第82卷第4期第509至514页，2007年4月)。作为申请人对甘蔗浆粉末成分的分析结果，获得了每100g存在88.0g膳食纤维和2.8g灰分的结果。从这些结果可以理解，与甘蔗渣相比，甘蔗浆粉末的木质素含量(质量比)为约15至20％，并且至少为2％以上。

在造粒步骤和制浆步骤之后，在步骤S21中进行混合甘蔗浆粉末和浆的混合步骤。在该实施方案中，在混合步骤中，将质量比为30％的甘蔗浆粉末和质量比为70％的浆混合。此后，除非另有说明，甘蔗渣(甘蔗浆粉末)和马尼拉麻(浆)的“质量比”是指在混合步骤中混合时的质量比。

接下来，在步骤S22中，使用甘蔗浆粉末和浆的混合物进行造纸工艺以制造日本纸。在造纸工艺中，例如，通过将混合物引入造纸机来生产日本纸。造纸机具有网部、压榨部和干燥部。在网部中，造纸机将水稀释的混合物整平以生产湿纸。在压榨部中，造纸机压缩湿纸。在干燥部中，造纸机加热并干燥湿纸。通过将由此生产的日本纸卷绕成卷来完成造纸机的纸生产。

在造纸工艺完成之后，执行用于对所生产的日本纸进行分切的分切工艺(在步骤S23中)。在分切工艺中，例如使用被称为分切机的机器，其中卷状的纸被切割成窄条的同时卷绕。具体地，分切机将所生产的日本纸分切成具有约1mm至4mm的宽度。接着，在步骤S24中，执行加捻分切的日本纸纱以生产纸纱1的工艺。在加捻工艺中，例如使用加捻若干日本纸纱以生产纸纱的加捻机。

接下来，作为使用在上述步骤中生产的纸纱1生产纸布2的步骤，执行经纱步骤和编织步骤。在本实施方式中，由于如上所述将棉纱用作经纱，因此在经纱步骤中，例如在步骤S31中，通过使用被称为整经机的机器来执行将棉纱卷绕在多个经轴上的操作，该整经机使经轴转动以将经纱卷绕在经轴上。然后，在编织步骤中，在步骤S32中，通过使用用于通过使经纱和纬纱交叉来编织布的织机来执行生产纸布2的操作。

通过上述制造工艺制造的纸纱1和纸布2具有以下特征。纸纱1由包含木质素含量为2％以上的第一纤维(在该实施例中为甘蔗渣)和木质素含量小于2％的第二纤维(在该实施例中为用马尼拉麻处理的浆)的纸形成。这里，2％是质量比的值，其是本发明的“阈值”的实施例。

第一纤维(甘蔗渣)不经受木质素去除工艺。因此，与例如第一纤维和第二纤维都经受木质素去除工艺的情况相比，所导致的时间和成本可以减少。

已知甘蔗渣是非常硬的纤维，并且当纤维原样混合时，纤维在加捻纸纱时倾向于直立。在本实施方式中，通过上述造粒步骤将作为第一纤维的甘蔗渣加工成颗粒。与不执行造粒工艺的情况相比，这防止了纸纱中出现交错。

当生产纸纱1时，作为待与第二纤维(即制浆的马尼拉麻)混合的第一纤维的甘蔗渣的质量比为如上所述的30％。现在将描述比较其中第一纤维和第二纤维具有不同质量比的纸纱的物理性能的测试结果。

图5示出了纸纱的物理性能的测试结果的实施例。在图5所示的实施例中，测量了表示其中甘蔗渣的质量比变化为“0％”、“20％”、“25％”、“30％”和“50％”的每种纸纱的物理性能的值。

具体地，测量拉伸强度(干和湿，以牛顿为单位)、打结强度(Z方法，以牛顿为单位)和钩接强度(以牛顿为单位)，这些强度通常用作纱线强度的指标。值表明：数值越大，切割的纸纱越硬，切割的纸纱越耐久。在图5所示的实施例中，随着甘蔗渣的质量比增加，各物理性能值趋于逐渐降低(质量比25％的结节强度被认为是异常值)，特别是当质量比超过30％至50％时，质量比迅速降低。

在上述测试结果中，纸纱由测试机器生产，但预期当纸纱由产品机器生产时，纸纱的强度也将增加，因为机器的精度增加。从以上，申请人已经确定，当使用以图4所示的粒度分布粒化的甘蔗渣时，如果甘蔗渣的质量比为40％以下，则形成具有可用作纸布材料的强度的纸纱。

如上所述，在本实施方式中甘蔗渣的质量比的上限为40％，但是例如，如果粒化的甘蔗渣(甘蔗浆粉末)的粒度分布与图4所示的分布大为不同，则预期纸纱的强度也会改变，因此可以根据待使用的甘蔗渣(甘蔗浆粉末)的粒度分布使用能够确保纸纱强度的上限。

此外，申请人确定为了与第二纤维混合，甘蔗渣的质量比需要为3％以上；质量比的下限为3％。这是因为如果进一步降低质量比，甘蔗浆粉末将不会铺展在整个混合物上，这导致在日本纸制造阶段甘蔗浆粉末的遮蔽，并导致取决于纸纱位置的纸的不均匀强度。

由于本实施例的纸纱1的甘蔗渣的质量比为30％，与质量比小于下限(3％)的情况相比，抑制了强度不均匀的发生，并且与质量比超过上限(40％)的情况相比，抑制了纸纱整体强度的劣化。此外，在本实施方式中，通过使用甘蔗渣作为第一纤维，可以有效地利用经常以其它方式作为废物丢弃的甘蔗渣。在纸的生产中，如果除了主要材料之外还混合存在异物，则所得纸的强度可能显著降低。

在本实施方式中，当制浆的马尼拉麻(第二纤维)用作主要材料时，即使甘蔗渣(第一纤维)与主要材料混合，也可抑制纸纱强度的降低，如图5所示。其原因被认为是因为甘蔗渣的木质素含量为2％以上，因此木质素的含量表现出粘附马尼拉麻纤维的效果。换言之，在本实施方式中，包含具有高木质素含量的第一纤维，使得可以通过使用包含不同类型纤维的纸制造有用的制品(纸纱1和纸布2)。

通过处理纸布2，可以制造各种织物产品，例如衣服、包、毛巾、垫子、床上用品和文具。

图6示出了可以使用纸布2生产的织物产品的实施例。在图6的(a)中，示出了织物产品3-1(粗斜纹棉布)，在图6的(b)中，示出了织物产品3-2(衬衫)，在图6的(c)中，示出了织物产品3-3(毛巾)(除非这些产品彼此特别区分，否则称为“织物产品3”)。织物产品3是用包含不同类型纤维的纸制成的有用产品的实施例。除了使用纸布2之外，每个织物产品3都由诸如切割和缝合的常规制造方法制造。

纸布2是通过斜纹编织而编织的布。然而，取决于织物产品，可以使用通过另一种方法如平织或缎织编织的纸布。纸布2具有作为经纱的棉纱和作为纬纱的纸纱，但也可以使用丝纱和麻纱等其他纱作为经纱，或者两者都可以是纸纱。纸布可以通过使用任何纱以任何方法来编织，只要纸纱用于经纱和纬纱中的至少一者即可。

由于纸纱1的质量比棉纱轻，因此可以生产质量比例如由使用棉纱作为经纱和纬纱二者的棉织物生产的类似产品轻的织物产品。另外，由于纸纱1比棉纱硬，所以可以制造比由棉布制造的类似产品更不易弯折和更不易粘在皮肤上的衣服。此外，通过混合甘蔗渣作为纸纱1的材料，即使与使用例如仅使用马尼拉麻的纸纱制造的类似产品相比，也可以制造具有较小弯折倾向和较小粘在皮肤上倾向的衣服。

此外，已经证实通过混合甘蔗渣作为纸纱1的材料可以增强除臭效果。

图7示出了日本纸的除臭效果的测试结果的实施例。在图7的实施例中，示出了使用通过混合甘蔗渣与马尼拉麻或单独的马尼拉麻生产的六种类型的日本纸，气味成分(氨、乙酸和异戊酸)的降低率的测量结果。

降低率是通过(空白浓度减去样品测量浓度)/(空白浓度)×100计算的值。空白表示在没有日本纸的空间中气味成分的基数。样品测量值是在已经用日本纸填充一段时间的空间中的气味成分的基数(以ppm(百万分率)计)。例如，在由100％马尼拉麻(按甘蔗渣的质量计0％)制成的日本纸的情况下，氨减少14％，乙酸减少63％，异戊酸减少48％。

在六种类型的日本纸中，甘蔗渣的质量比增加如下：0％、15％、20％、30％、40％和50％。氨的降低率相应地增加如下：14％、17％、17％、22％、21％和26％，并且因此显示出与甘蔗渣的质量比成比例的趋势增加。类似地，乙酸降低率也增加如下：63％、74％、74％、74％、79％、79％；而异戊酸增加如下：48％、49％、55％、58％、57％和65％。

图8示出了显示织物产品除臭效果的测试结果的实施例。在图8所示的实施例中，示出了四种牛仔服装面料A至D的气味成分降低率的测量结果。服装面料A是其中30％甘蔗渣的纸纱1是纬纱，用靛蓝染色的棉纱是经纱的服装面料。服装面料B是用棉纱代替生产服装面料A的经纱(未漂白和染色的纱线)的服装面料。通过靛蓝染色服装面料B获得服装面料C。通过用棉纱(普通斜纹粗棉布织物)代替衣物织物A的纬纱来获得服装面料D。

在每种情况下，与图7所示的日本纸相比，测量到高达90％以上的降低率，但是与仅使用棉纱的普通服装织物相比，使用纸纱1的服装面料A至C对于所有气味成分表现出更高的降低率。从上述试验结果可以理解，与不使用纸纱1的服装面料相比，使用纸纱1的服装面料提供增强的除臭效果。

如上所述，纸纱1含有大量木质素。例如，通过使用纸纱1生产的服装面料A至C的特征在于木质素含量高于服装面料D的木质素含量；并且木质素含量越高，纸越容易变色。另一方面，一些织物产品，如粗斜纹棉布，由于使用而褪色，因此具有吸引力。由于这种织物产品可以使用纸纱1制造，因此与例如仅使用棉纱制造织物产品相比，褪色会发生得更快。

在纸纱1中，如上所述，30％质量比的粒化甘蔗渣(甘蔗浆粉末)和70％质量比的制浆马尼拉麻作为原料混合，但是从产率上讲，在造纸工艺中可能从甘蔗浆粉末中除去粒径特别小的细粉末。因此，对纸纱进行显微镜观察，并估计纸纱中甘蔗浆粉末的实际质量比。

图9表示纸纱的质量比的估计结果的实施例。在图9中，示出了在四种纸纱1a、1b、1c和1d中的每一种中对每个纸纱的单位面积中包括的马尼拉麻中的纤维数量和甘蔗浆粉末的量进行计数的结果，其中在材料时点甘蔗渣(甘蔗浆粉末)的质量比被设定为20％、25％、30％和50％。纸纱1a、1b、1c和1d中甘蔗浆粉末的量与马尼拉麻的纤维数量之比分别为“0.62”、“0.77”、“0.81”和“1.16”。

由于甘蔗渣的质量比为20％的纸纱1a的产率接近100％，因此假定所有的甘蔗浆粉末都固定在纸纱1a中。基于该假设，计算出纸纱1b、1c和1d中甘蔗渣(甘蔗浆粉末)的质量比分别为“24.9％”、“26.4％”和“37.7％”。混合步骤中的质量比与生产的纸纱中的质量比之间的关系示于图10中。

图10示出了质量比的相关性的实施例。在图10所示的实施例中，描绘了曲线F1，其近似表达式是基于图9所示的质量比计算的y＝－0.0081x2+1.1565x+0.0891。如上所述，申请人已经确定，当混合工艺中甘蔗渣的质量比为40％以下时，形成具有可用作纸布材料的强度的纸纱。根据近似曲线F1，如果混合步骤中甘蔗渣的质量比为40％，则纸纱中甘蔗渣的质量比为约33.4％。

即，在纸纱状态下，如果甘蔗渣的质量比为33.4％以下，则认为形成了具有作为纸布材料强度足够的纸纱。由于产率在作为甘蔗渣的质量比的下限3％附近足够高，因此即使在纸纱状态下甘蔗渣质量比的下限也可以是3％。基于这些数值，即使在纸纱和纸布的混合工艺中甘蔗渣的质量比未知，也可以判断纸纱和生产的纸布是否由纸纱形成以及纸布是否具有可用作纸布材料的强度。

2.变型例

上述实施方式仅是本发明实施方式的实施例，并且可以如下修改。实施方式和各变型例可以根据需要组合实现。

2-1.装饰用

如上所述，本发明的织物产品的特征在于其容易变色。木质素通过与氧反应而变色。然而，当暴露于光时，变色反应加速。该性质可用于通过仅使纺织品的某些区域变色来生产具有图案或图形的纺织品。现在将参照图11描述仅使织物制品的某些区域变色的变色工艺。

图11示出了该变型例的变色工艺的实施例。在图11的实施例中，将描述织物3a例如斜纹粗棉布的变色的例子。在变色工艺中，首先，将图案纸4附着到织物产品3a上，如图11的(a)所示。接着，通过灯等用光照射附着有图案纸4的织物产品3a以使织物产品3a变色，如图11的(b)所示。用于照射的光越强，照射时间越长，变色程度越大。因此，根据要使用的光的强度和要实现的变色程度来确定光的照射时间。

当在获得所需程度的颜色之后除去图案纸4时，如图11的(c)所示，通过以图案纸覆盖的区域A1的形式绘制图案来完成织物产品3a。如上所述，织物产品3a是这样的织物产品，其中特定区域(在图11的情况下为区域A1)被覆盖，并且该特定区域周围的区域被光适当地照射预定时间段或更长。织物产品3a是其中绘制出由区域A1表示的图案或图形的织物产品。

在图11的实施例中，示出了简单的图案，但是可以通过覆盖具有更复杂形状的区域来形成更复杂的图案。另外，通过改变每个区域的光照射时间，可以形成变色程度不同的分级绘图。例如，在图11的实施例的情况下，通过用光照射区域A1同时用具有与区域A1的形状和尺寸不同的形状和尺寸的另一图案纸覆盖区域A1，区域A1的周边进一步变色。由于未被新图案纸覆盖的区域A1的一部分改变颜色并且被新图案纸覆盖的区域不改变颜色，所以形成具有三个等级的图。

在本变型例中，如以上所述，可在织物产品上形成图案或绘图而不使用油墨、印刷片材等。此外，例如，用油墨或通过使用印刷片材绘制的图案可能变得更薄并且由于洗涤或磨损而消失。相反，如果使用织物产品并且颜色发生变化，则由于图案和周边的颜色变化同时均匀地进行，本变型例中绘制的图案等不会消失，可以长时间享受设计。

2-2.木质素含量

如实施方式中所述，本发明的纸纱由包含木质素含量大于或等于阈值的第一纤维(例如，甘蔗渣)和木质素含量小于或等于阈值的第二纤维(例如，制浆的马尼拉麻)的纸形成。在实施方式中，每种纤维的木质素含量表示为质量比，但本发明不限于此。

例如，木质素含量可以表示为体积比。在这种情况下，例如，已经对其进行木质素去除操作的植物纤维(马尼拉麻等)的木质素的体积比总是较低并且因此可以使用尽可能小的值作为阈值。植物纤维是取自植物的天然纤维，其中许多含有大量的纤维素、半纤维素和木质素。在这种情况下，将经受木质素去除工艺的植物纤维用作第二纤维并且将具有比第二纤维更高的木质素含量的植物纤维用作第一纤维就足够了。

2-3.第1纤维

由于植物纤维含有大量如上所述的木质素，除非进行木质素去除工艺，否则木质素含量不可能低于阈值。换言之，作为第一纤维，可以使用不经受木质素去除工艺的所有植物纤维，条件是当将第一纤维制成纸纱时获得足够的强度。此外，一些植物纤维具有比甘蔗渣低的刚性，因此如果植物纤维足够柔软以致当它们形成纸纱时不需要纺丝，它们可以不像甘蔗渣那样造粒而与第二纤维混合。

2-4.第2纤维

第二纤维不限于马尼拉麻，并且可以是通常用作日本纸的原料的纤维，例如蜡、鲑鱼和鹅皮。第二纤维可以是作为西洋纸的原材料的硬木、软木等的纤维。总之，第二纤维可以是通过如上所述的木质素去除工艺制备的木质素含量低于阈值的植物纤维(或者是木质素含量原本低于阈值的的植物纤维)。

Claims (4)

1.一种由纸形成的、用于布或织物产品的纸纱，所述纸包括：

第一纤维和第二纤维的混合物，所述第一纤维为甘蔗渣，所述第二纤维为甘蔗渣以外的植物纤维，

其中，所述第一纤维的木质素含量大于或等于15％，

其中，所述第二纤维的木质素含量小于2％，并且

其中，所述甘蔗渣的质量比大于或等于3％且小于或等于40％。

2.一种使用根据权利要求1所述的纸纱编织的纸布。

3.一种使用权利要求2所述的纸布生产的织物产品。

4.一种用于生产用于布或织物产品的纸纱的方法，所述方法包括以下步骤：

从第一植物纤维中去除木质素，直到所述第一植物纤维的木质素含量小于或等于2％为止，所述第一植物纤维为甘蔗渣；

将去除后的第一植物纤维与未去除木质素的第二植物纤维混合，所述第二植物纤维为甘蔗渣以外的纤维；

使用通过所述混合获得的混合物造纸；

将通过所述造纸得到的纸分切；以及

通过加捻所分切的纸来生产纸纱，

其中，所述甘蔗渣的质量比大于或等于3％且小于或等于40％。