TWI385289B - 竹炭紙之製造方法 - Google Patents

Description

竹炭紙之製造方法

本發明係關於一種紙之製造方法，特別是一種竹炭紙之製造方法。

台灣竹林分布甚廣，竹子可作為台灣重要木質纖維材料的來源之一。其竹炭具多孔性、研磨性、吸附性及電氣特性，且吸附能力較大於其他植物性碳，常應用於空氣清淨材料、土壤改良、過濾材料、防潮、除臭、保鮮、淨化水質、漆器研磨用、隔音材、電磁波遮蔽、靜電防止、能源燃料應用與竹炭工藝用途等用途。而竹炭亦可吸附空氣中化學揮發氣體之作用，因此亦可將竹炭加於紙中製作為竹炭紙，使竹炭紙也可被應用於保鮮包裝材料上，用以吸附空氣中化學揮發氣體，以延長食品之保鮮度。

請參照第1及2圖所示，目前習知竹炭紙之製造方法，通常係先如第1圖所示，將紙漿91及竹炭顆粒92倒入水93中，待均勻混合後形成混合液；再如第2圖所示，使該混合液通過一濾紙94進行過濾，以去除該水93，並使該紙漿91及竹炭顆粒92沈積於該濾紙94之上表面而形成一層混合紙材95；最後，再將該混合紙材95由該濾紙94表面取下，並進行乾燥後，便可獲得習用竹炭紙。

然而，如第3圖所示，前述習用竹炭紙之製造方法中，由於竹炭顆粒92粒徑較小，於該水93中懸浮較久，於過濾過程中將會造成該紙漿91先沈積於該濾紙94之上表面後，該竹炭顆粒92才沈降於該紙漿91之上，因此，並非所有竹炭顆粒92皆可被穩固包覆於該混合紙材95內；再且，僅利用重力沈積過濾形成之混合紙材95的堆疊緊密度較低，造成乾燥後所獲得之竹炭紙中，紙漿91纖維之間的空隙過大，因此無法有效將該竹炭顆粒92保留於該竹炭紙內，造成習用竹炭紙具有竹炭顆粒易脫落，保留率不佳之缺點，進而造成於使用一段時間後，習用竹炭紙漿因竹炭顆粒之逐漸脫附而影響到吸附效果；若將習用竹炭紙應用於保鮮容器包裝食品，則脫落之竹炭顆粒亦有可能掉落於食品表面，而影響食品之品質。

基於上述原因，其確實有必要改善該習用竹炭紙之製造方法。

本發明目的乃改良上述缺點，以提供一種竹炭紙之製造方法，以提升竹炭顆粒之保留率為目的。

本發明之另一目的係提供一種竹炭紙之製造方法，以提升竹炭紙之紙張纖維緊密度者。

根據本發明的氮化鋁之製備方法，係包含：將紙漿、竹炭顆粒及一保留助劑於一液體中均勻混合，以共同形成一混合液；提供一濾材具有一第一面及一第二面，並使該混合液通過該濾材，以去除該液體，使得該紙漿、竹炭顆粒及保留助劑於該濾材之第一面共同形成一含炭紙材；使該第二面處之壓力低於該第一面處之壓力，以抽吸該含炭紙材；及乾燥該含炭紙材，以獲得一竹炭紙。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第4及5圖所示，本發明之竹炭紙之製造方法之混合步驟S1係將紙漿1、竹炭顆粒2及一保留助劑3倒入一液體4中均勻混合，以共同形成一混合液。更詳言之，本實施例之竹炭顆粒2係選擇以莿竹做為材料，當然亦可選擇為其他種類之竹子，經切片磨粉後並進行炭化後獲得該竹炭顆粒2，炭化溫度係介於600℃至1000℃之間，持溫時間較佳係介於60至150分鐘，該竹炭顆粒2係可選擇以細篩篩選顆粒大小，例如，本實施例係以第100至140號之細篩進行顆粒尺寸之篩選，使得本實施例之竹炭顆粒2之顆粒尺寸約介於106至150μm之間。該保留助劑3係用以凝聚沈降該液體4中之紙漿1及竹炭顆粒2，以避免顆粒較小之竹炭顆粒2持續懸浮於該液體4中，而無法包覆於該紙漿1之纖維中。舉例而言，該保留助劑3係可選擇為聚丙烯醯胺(polyacrylamide,PAM)，以藉由該聚丙烯醯胺與懸浮粒子(竹炭顆粒2)電性中和及該聚丙烯醯胺高分子本身所具有的吸附架橋作用，而凝聚該些紙漿1及竹炭顆粒2，進而提升該紙漿1與竹炭顆粒2之間的吸附力，而可避免如習用竹炭顆粒因懸浮於水中而造成竹炭顆粒無法完全被紙漿之纖維包覆之缺點。該液體4係可選擇為水或其他種類之液體，用以作為分散該紙漿1、竹炭顆粒2及保留助劑3之媒介，並共同形成一混合液。該紙漿1、竹炭顆粒2及保留助劑3加入該液體4中之順序不限。例如，本實施例係先提供一容器5，該容器5底部設有一控制閥51及一出液口52，於該容器5內填充該液體4後，再將該紙漿1、竹炭顆粒2及保留助劑3同時加入該液體4中，以共同混合形成該混合液。其中，該竹炭顆粒2之添加量較佳係佔該紙漿之重量百分比之5~20%，如此，可以維持紙材強度，並有效提升紙材吸附能力；該保留助劑3之添加量較佳係佔該紙漿絕乾重量百分比之0.1~0.2%，以提升該紙漿1與竹炭顆粒2之間的吸附力；若該保留助劑3之添加量低於0.1%，則該紙漿1與竹炭顆粒2之間的吸附力提升效果不佳；反之，若該保留助劑3之添加量高於0.2%，則該紙漿1與竹炭顆粒2之間的吸附力過高，容易結塊，而造成不易分散之缺點。該液體4之使用量以重量百分比計較佳係為該紙漿1絕乾重量之0.1%～0.5%。舉例而言，本實施例係選擇將2.4克之紙漿1、0.48克之竹炭顆粒2及0.0048克之保留助劑3混合於478克之水(液體4)中後，並攪拌均勻，以共同形成該混合液。

請參照第4及6圖所示，本發明之竹炭紙之製造方法之過濾步驟S2係提供一濾材6具有一第一面61及一第二面62，並使該混合液通過該濾材6，以去除該液體4，使得該紙漿1、竹炭顆粒2及保留助劑3於該濾材6之第一面61共同形成一含炭紙材7。更詳言之，延續前述例子，如第5及6圖所示，本發明係預先將該濾材6設置於靠近該容器5底部處，且該濾材6之第二面62係朝向該出液口52。該濾材6係可選擇任何可用以進行過濾之材質製成，例如，本實施例之濾材6較佳係選自於100~140mesh之濾網。於該紙漿1、竹炭顆粒2、保留助劑3及液體4在該容器5內共同混合形成該混合液後，開啟該控制閥51，使得該混合液可通過該濾材6，而達成過濾目的。而過濾後之液體4將由該出液口52流出，經過濾將該混合液中之液體4去除後，便可於該濾材6之第一面61上沈積形成該含炭紙材7。而完成此步驟之含炭紙材7的剖面圖如第7圖所示，如前述由於該保留助劑3之添加，可提升該紙漿1與竹炭顆粒2之間的吸附力，而避免竹炭顆粒2因懸浮時間較久而沈積於紙漿1之上方，因此僅少部分竹炭顆粒2沈積於該紙漿1之上方，該保留助劑3之添加已可達到增加該含炭紙材7之竹炭顆粒2保留率之功效。

請參照第8及9圖所示，本發明之竹炭紙之製造方法之低壓抽吸步驟S3係使該第二面62處之壓力低於該第一面61處之壓力，以抽吸該含炭紙材7。更詳言之，本實施例係於該出水口52處連接一抽氣幫浦8，以透過該抽氣幫浦8進行抽氣，使得該濾材6之第二面62處的壓力低於該濾材6之第一面61處的壓力，外界空氣因壓力差所產生之流動將進一步迫使該含炭紙材7再進一步向該濾材6堆疊擠壓，而使該含炭紙材7形成堆疊更為緊密之結構。請參照第7及9圖所示，透過此低壓抽吸步驟S3，可將原本未包覆於紙漿1之纖維內的竹炭顆粒2，抽吸至該紙漿1之纖維內；同時，使得該含炭紙材7之厚度減小，而使該紙漿1之纖維交錯之緊密度更高，因此可將該竹炭顆粒2穩固的固定於該紙漿1之纖維中，進而提升該含炭紙材7之竹炭顆粒2保留率。其中，該濾材6之第一面61及第二面62之壓力差係為500毫米汞柱(mmHg)。

請參照第4圖所示，本發明之竹炭紙之製造方法之乾燥步驟S4係乾燥該含炭紙材7，以獲得一竹炭紙。更詳言之，僅需將位於該容器5中之濾材6及含炭紙材7取出，並將該含炭紙材7由該濾材6之第一面61分離，再對該含炭紙材7進行乾燥，乾燥後之含炭紙材7便為竹炭紙之成品。其中，係可選擇以自然風乾或烘乾等方式進行乾燥。至此，便完成本發明之竹炭紙之製造方法。

本發明的竹炭紙之製造方法，係利用於該混合步驟S1中加入該保留助劑3，以提升該紙漿1與該竹炭顆粒2之間的吸附力。

本發明的竹炭紙之製造方法，係利用該低壓抽吸步驟S3對該含炭紙材7進行低壓抽吸，以使該竹炭顆粒2可埋入該紙漿1之纖維當中，以提升竹炭紙對該炭粉顆粒2之保留率。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．紙漿

2．．．竹炭顆粒

3．．．保留助劑

4．．．液體

5．．．容器

51．．．控制閥

52．．．出液口

6．．．濾材

61．．．第一面

62．．．第二面

7．．．含炭紙材

8．．．抽氣幫浦

[習用技術]

91．．．紙漿

92．．．竹炭顆粒

93．．．水

94．．．濾紙

95．．．混合紙材

第1圖：習用竹炭紙之製造方法之混合過程示意圖。

第2圖：習用竹炭紙之製造方法之過濾過程示意圖。

第3圖：習用竹炭紙的局部放大圖。

第4圖：本發明之竹炭紙之製造方法的流程圖。

第5圖：本發明之竹炭紙之製造方法的混合步驟的示意圖。

第6圖：本發明之竹炭紙之製造方法的過濾步驟的示意圖。

第7圖：本發明完成過濾步驟之含炭紙材的局部放大圖。

第8圖：本發明之竹炭紙之製造方法的低壓抽吸步驟的示意圖。

第9圖：本發明完成低壓抽吸步驟之含炭紙材的局部放大圖。

Claims (6)

1. 一種竹炭紙之製造方法，係包含：將紙漿、竹炭顆粒及一保留助劑於一液體中均勻混合，以共同形成一混合液；提供一濾材具有一第一面及一第二面，並使該混合液通過該濾材，以去除該液體，使得該紙漿、竹炭顆粒及保留助劑於該濾材之第一面共同形成一含炭紙材；使該第二面處之壓力低於該第一面處之壓力，且該第一面處及第二面處之壓力差係為500毫米汞柱，以抽吸該含炭紙材；及乾燥該含炭紙材，以獲得一竹炭紙。
2. 依申請專利範圍第1項所述之竹炭紙之製造方法，其中該保留助劑係為聚丙烯醯胺。
3. 依申請專利範圍第1項所述之竹炭紙之製造方法，其中該竹炭顆粒之添加量以重量百分比計係佔該紙漿絕乾重量之5%~20%。
4. 依申請專利範圍第1項所述之竹炭紙之製造方法，其中該保留助劑之添加量以重量百分比計係佔該紙漿絕乾重量之0.1%~0.2%。
5. 依申請專利範圍第1項所述之竹炭紙之製造方法，其中該液體之添加量以重量百分比計係佔該紙漿絕乾重量之0.1%~0.5%。
6. 依申請專利範圍第1項所述之竹炭紙之製造方法，其中該竹炭顆粒之粒徑係介於106μm至150μm之間。