CN107012718A - 一种工业擦拭纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业擦拭纸及其制备方法，本发明的一种工业擦拭纸，所述工业擦拭纸的浆料由未漂草浆和未漂竹浆制得，其中所述包装纸的定量为15g/m2‑20g/m2，造纸湿强剂含量为所述绝干浆的1.0％‑2.5％，助剂含量为所述绝干浆的0.3％‑1.25％。所述工业擦拭纸的亮度为20‑50％ISO，抗张指数为32‑47N·m/g，撕裂指数为15‑20mN·m2/g，耐破指数为1.2‑2.0KPa·m2/g，耐折度为80‑100次。本发明安全环保，干湿强度高，撕裂指数和耐折度均较高。

Description

一种工业擦拭纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及纸张制造技术领域，具体涉及一种工业擦拭纸及其制备方法。
背景技术
目前，一次性生活消费用纸产品的使用范围愈来愈广，仅湿擦拭纸制品就有湿面巾纸、药物消毒湿巾纸、洗涤擦拭纸、医用擦拭纸、工业擦拭纸等。当前市场出现的湿擦拭纸产品其擦拭材料大概有以下几种构成：一是以干法无纺布作擦拭材料；二是以定量较高、具有一定湿强度的纸作擦拭材料；再就是以高档卫生纸两层，中间夹一层胶乳网状结构的复合擦拭材料。由这些擦拭材料所构成的湿擦拭纸制品成本高，价格很难被广大消费者接受。因此，对研究一些定量低(起皱纸定量低于18g/cm2)、湿强度高、湿擦拭纸时耐擦而又不掉毛、抄造加工简便可行的高湿强的工业擦拭纸原纸，具有显著意义。
专利公告号CN101058957A公开了一种工业擦拭纸的制造方法，专利公告号CN101353871A公开了一种本色擦拭纸及其制备方法；然而，这些现有技术着重点单一，其中所述的纸浆有些为漂白浆，另外，所述的未漂草浆仅仅是作为纸浆原料的一部分，与木浆等纸浆结合使用，但是木浆并不能有效提高纸张的各项性能指标。专利公告号CN1844571A公开了一种光学镜头擦拭纸的制造方法，其工艺相对简单，产品细腻柔软，但同样存在制造成本高的不足，且由于其原料采用。相当部分的化学纤维，不够环保，因而不适合机械制造行业用工业擦拭纸的生产。
在长期的工作实践中，本发明人发现，未经过打浆的竹浆纤维添加进麦草纤维之后，相同磨浆转速下，其打浆度低，但湿重和保水值均比草浆高；打浆前期，其成纸的抗张指数、撕裂指数、耐破指数和耐折度较草浆高，打浆后期，比草浆低。本发明人进一步发现，提高纸页的强度不能单靠增加湿强剂用量来达到，还需要使用一种编号为助剂造纸助剂作为湿强剂的配加助剂，最终生产出定量低(起皱纸定量低于20g/cm2)、湿强度高、湿擦拭纸时耐擦而又不掉毛、抄造加工简便可行的高强度的工业擦拭纸原纸。
目前，缺乏一种物理性能强度高的工业擦拭纸及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有物理性能强度高的工业擦拭纸及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种工业擦拭纸，所述工业擦拭纸的浆料由未漂草浆和未漂竹浆制得，其中所述包装纸的定量为15g/m2-20g/m2，造纸湿强剂含量为所述绝干浆的1.0％-2.5％，助剂含量为所述绝干浆的0.3％-1.25％。
进一步地，所述工业擦拭纸的亮度为20-50％ISO，抗张指数为32-47N·m/g，撕裂指数为15-20mN·m2/g，耐破指数为1.2-2.0KPa·m2/g，耐折度为80-100次。
进一步地，所述浆料由重量百分比的如下组分组成：
未漂草浆 30％-50％，
未漂竹浆 50％-70％。
本发明所述的工业擦拭纸的制备方法，包括如下步骤：
(1)将自制未漂草浆和未漂竹浆在浆槽进行混合，使浆料均匀；
(2)混匀后的浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，得到打浆后的浆料；
(3)向步骤(2)所得浆料在配浆槽中添加造纸湿强剂进入纸机浆槽，使混合均匀；
(4)向步骤(3)所得浆料中添加助剂进入高位箱，使混合均匀；
(5)将步骤(4)所得浆料在纸机上依次经冲浆泵、网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，制得工业擦拭纸。
进一步地，在步骤(2)中，打浆，在低浓磨浆机中进行打浆，磨浆转速为10000-20000r/min，打浆浓度为10％以下；打浆度为20-40°SR，湿重为7-10g，保水值为110-150％。
进一步地，在步骤(5)中，所述浆料从高位箱流入网部时的上网浓度为0.1-1.0％，网部为50-200目。
更进一步地，在步骤(3)中，所述的湿强剂为水溶性阳离子热固型树脂，所述水溶性阳离子热固型树脂为聚酸胺聚胺环氧氮丙烷PPE、聚酸胺环氧氛丙烷PAE或低聚经胺树脂PHA中的至少一种。工作实践中，发现PPE和PAE树脂的增湿强度效果好于PHA树脂，但PHA树脂的价格便宜，且商品树脂浓度较前两种高，故增加PHA树脂用量也能达到PPE和PAE的强度效果，且成本还更低。
进一步地，在步骤(4)中，所述助剂为甲基丙烯磺酸钠，作为造纸增强剂是一种白色结晶性粉末，易溶于水，微溶于乙醇及二甲亚砜，不溶于其它有机溶剂。
进一步地，在步骤(5)中，所述纸机的转速为200-400m/min。
有益效果：本发明安全环保，干湿强度高，撕裂指数和耐折度均较高，物理性能强度高。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)麦草纤维的细胞壁较薄，在打浆的机械作用下容易破裂，分丝帚化和细纤维化较快，纤维间结合力较高，与纤维间结合力关系紧密的成纸抗张指数和耐破指数都较高，但是由于麦草纤维(草浆)的平均长度较短，成纸的撕裂指数和耐折度均很低；竹浆纤维(竹浆)的平均长度较长，成纸的撕裂指数和耐折度均较高。
(2)将未漂草浆和未漂竹浆按一定比例混合均匀后进行打浆，使得竹浆纤维在经过打浆之后更均匀的分丝帚化，分离出微细纤维，再将造纸助剂添加进去，最后得到的浆料滤水能力大大增加，浆料的打浆度降低，在打浆度较低时，其成纸的各项物理指标较竹浆的高。
(3)湿强剂水溶性阳离子热固型树脂，加入到纸浆中，因树脂的正电荷与带带负电荷的纤维的吸附反应和湿强剂含有的羟基与纤维羟基所形成氢键的结合，使纤维表面吸附大量的湿强树脂。当纸页干燥时，受烘缸温度的影响，分子间氢键失水。同时树脂发生缩聚作用，此时树脂转变为不用于水的状态，并在植物纤维界面交联成已不能完全为水破坏的树脂网状结构，故保护纤维不受水的润胀，使纸具有湿强度，同时也赋予纸的干强度。
(4)因低定量纸在润湿后，纤维的自身强度及单纤维交织点的结合比例的多少对湿强度的影响不大，此时的强度主要体现在湿强剂与助剂的共同作用效果，同时因湿强剂的缩聚作用和助剂吸引，使湿强树脂和助剂的留着率均得到提高，故纸页的干湿强度提高，这是助剂提高强度的原因之一。原因之二在于助剂与湿强树脂配用后，浆料的絮凝现象较为明显，浆的滤水速度比未加助剂浆的滤水速度快，故助剂配湿强剂对浆有助留助滤作用，因对细小纤维的留着，而细小纤维又吸附有大量的湿强树脂，所以也就提高了湿强树脂的留着率。
具体实施方式
通过以下实施例进一步详细说明本发明，但应注意本发明的范围并不受这些实施例的任何限制。
实施例1
本发明涉及的未漂草浆和未漂竹浆为申请人于2016年3月25日提交的申请号为CN201610179306.7、名称为“非木材类纸浆”的中国专利申请中公开的纸浆，其特征是将收集的麦草和竹子原料分别进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用0.6MPa-3.0MPa的蒸汽蒸煮1min-5min，蒸煮后再进行多级清洗，然后进行固液分离得到半纤维素液以及固形物；向所述固形物加入碱溶液，在90℃-130℃的条件下蒸煮0.5h-1.5h，蒸煮后进行二次固液分离得到未漂浆(未漂草浆和未漂竹浆)。所述的未漂浆K值为5.5以下，叩解度为20-30°SR，湿重为2-3.5g，白度为44.5％ISO以下，pH值为7-9，基于固形物总重量的纤维素含量为90％-97％。
本发明涉及的制浆方法为申请人于2016年3月25日提交的申请号为CN201610176481.0、名称为“制浆方法”的中国专利申请中公开的方法，其特征是利用三素(半纤维素、纤维素、木质素)分离技术得到的纤维素产品进行制浆。
将收集的麦草和竹子原料分别进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用2.5MPa的蒸汽蒸煮3min，蒸煮后再进行多级清洗，然后进行固液分离得到半纤维素液以及固形物；向所述固形物加入碱溶液，在120℃的条件下蒸煮1h，蒸煮后进行二次固液分离得到未漂浆(未漂草浆和未漂竹浆)。所述的未漂浆K值为5.2以下，叩解度为25°SR，湿重为3.2g，白度为42％ISO，pH值为8.5，基于固形物总重量的纤维素含量为96％。
本发明的一种工业擦拭纸，所述工业擦拭纸的浆料由未漂草浆和未漂竹浆制得，其中所述包装纸的定量为15g/m2，造纸湿强剂含量为所述绝干浆的2.5％，助剂含量为所述绝干浆的0.3％。
工业擦拭纸的亮度为40％ISO，抗张指数40N·m/g，撕裂指数18mN·m2/g，耐破指数1.8KPa·m2/g，耐折度87次。
本发明所述的工业擦拭纸的制备方法，包括如下步骤：
(1)将重量百分比为50％的未漂草浆和50％的未漂竹浆在浆槽进行混合，使浆料均匀，得到浓度为9％浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，磨浆转速为18000转，得到打浆后的浆料；
(3)向步骤(2)所得浆料在配浆槽中添加造纸湿强剂进入纸机浆槽，添加量为绝干浆料的1.8％，使混合均匀。所述的湿强剂为水溶性阳离子热固型树脂；
(4)向步骤(3)所得浆料中添加助剂进入高位箱，添加的所述助剂的含量为绝干浆料的0.9％，使混合均匀，得到浓度为0.3％浆料；所述助剂为甲基丙烯磺酸钠，作为造纸增强剂是一种白色结晶性粉末，易溶于水，微溶于乙醇及二甲亚砜，不溶于其它有机溶剂；
(5)将步骤(4)所得浆料在纸机上，所述纸机的转速为200-400m/min，依次经冲浆泵、100目网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，得到定量为55g/m2的一种工业擦拭纸，记为样品1。所述浆料从高位箱流入网部时的上网浓度为0.1％，网部为100目。
本发明所述的打浆结束后，所得浆料的打浆度为35°SR，湿重为10g，保水值为140％。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：
本发明的一种工业擦拭纸，所述工业擦拭纸的浆料由未漂草浆和未漂竹浆制得，其中所述包装纸的定量为18g/m2，造纸湿强剂含量为所述绝干浆的1.0％，助剂含量为所述绝干浆的1.25％。
所述工业擦拭纸的亮度为20％ISO，抗张指数为47N·m/g，撕裂指数为18mN·m2/g，耐破指数为1.2KPa·m2/g，耐折度为80次。
所述浆料由重量百分比的如下组分组成：
未漂草浆 30％，
未漂竹浆 70％。
本发明所述的工业擦拭纸的制备方法，包括如下步骤：
在步骤(2)中，混匀后的浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，得到打浆后的浆料。打浆，在低浓磨浆机中进行打浆，磨浆转速为10000r/min，打浆浓度为10％以下；打浆度为20°SR，湿重为8g，保水值为110％；
在步骤(3)中，向步骤(2)所得浆料在配浆槽中添加造纸湿强剂进入纸机浆槽，使混合均匀；所述的湿强剂为水溶性阳离子热固型树脂，所述水溶性阳离子热固型树脂为聚酸胺环氧氛丙烷PAE。
在步骤(4)中，向步骤(3)所得浆料中添加助剂进入高位箱，使混合均匀；所述助剂为甲基丙烯磺酸钠，作为造纸增强剂是一种白色结晶性粉末，易溶于水，微溶于乙醇及二甲亚砜，不溶于其它有机溶剂。
在步骤(5)中，将步骤(4)所得浆料在纸机上，所述纸机的转速为300m/min，依次经冲浆泵、100目网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，制得工业擦拭纸。所述浆料从高位箱流入网部时的上网浓度为1.0％，网部为50目。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：
本发明的一种工业擦拭纸，所述工业擦拭纸的浆料由未漂草浆和未漂竹浆制得，其中所述包装纸的定量为20g/m2，造纸湿强剂含量为所述绝干浆的1.5％，助剂含量为所述绝干浆的1.1％。
所述工业擦拭纸的亮度为50％ISO，抗张指数为37N·m/g，撕裂指数为20mN·m2/g，耐破指数为2.0KPa·m2/g，耐折度为100次。
所述浆料由重量百分比的如下组分组成：
未漂草浆 40％，
未漂竹浆 60％。
本发明所述的工业擦拭纸的制备方法，包括如下步骤：
在步骤(1)中，将自制未漂草浆和未漂竹浆在浆槽进行混合，使浆料均匀。
在步骤(2)中，混匀后的浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，得到打浆后的浆料。打浆，在低浓磨浆机中进行打浆，磨浆转速为20000r/min，打浆浓度为10％以下；打浆度为40°SR，湿重为7g，保水值为150％。
在步骤(3)中，向步骤(2)所得浆料在配浆槽中添加造纸湿强剂进入纸机浆槽，使混合均匀。所述水溶性阳离子热固型树脂为聚酸胺聚胺环氧氮丙烷PPE。
在步骤(4)中，向步骤(3)所得浆料中添加助剂进入高位箱，使混合均匀。
在步骤(5)中，将步骤(4)所得浆料在纸机上，所述纸机的转速为400m/min，依次经冲浆泵、100目网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，制得工业擦拭纸。所述浆料从高位箱流入网部时的上网浓度为0.8％，网部为200目。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：
在步骤(3)中，所述水溶性阳离子热固型树脂为低聚经胺树脂PHA。
对比例1
未添加助剂
将收集的麦草和竹子原料分别进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用2.5MPa的蒸汽蒸煮3min，蒸煮后再进行多级清洗，然后进行固液分离得到半纤维素液以及固形物；向所述固形物加入碱溶液，在120℃的条件下蒸煮1h，蒸煮后进行二次固液分离得到未漂浆(未漂草浆和未漂竹浆)。所述的未漂浆K值为5.2以下，叩解度为25°SR，湿重为3.2g，白度为42％ISO，pH值为8.5，基于固形物总重量的纤维素含量为96％。
本发明的工业擦拭纸制备方法包括：
(1)将重量百分比为50％的未漂草浆和50％的未漂竹浆在浆槽进行混合，使浆料均匀，得到浓度为9％浆料。
(2)将步骤(1)所得浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，磨浆转速为18000转，得到打浆后的浆料。
(3)向步骤(2)所得浆料在配浆槽中添加造纸湿强剂进入纸机浆槽，添加量为绝干浆料的1.8％，使混合均匀，得到浓度为1.0％浆料。
(4)将步骤(3)所得浆料在纸机上，所述纸机的转速为200-400m/min，依次经高位箱、冲浆泵、100目网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，得到定量为55g/m2的一种工业擦拭纸，记为样品1A。
所述的打浆结束后，所得浆料的打浆度为35°SR，湿重为10g，保水值为140％。
所述的经纸机抄造后，所得非木材类本色浆食品包装纸的亮度为40％ISO，抗张指数32N·m/g，撕裂指数15mN·m2/g，耐破指数1.6KPa·m2/g，耐折度67次。
对比例2
未添加湿强剂和助剂
将收集的麦草和竹子原料分别进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用2.5MPa的蒸汽蒸煮3min，蒸煮后再进行多级清洗，然后进行固液分离得到半纤维素液以及固形物；向所述固形物加入碱溶液，在120℃的条件下蒸煮1h，蒸煮后进行二次固液分离得到未漂浆(未漂草浆和未漂竹浆)。所述的未漂浆K值为5.2以下，叩解度为25°SR，湿重为3.2g，白度为42％ISO，pH值为8.5，基于固形物总重量的纤维素含量为96％。
本发明的工业擦拭纸制备方法包括：
(1)将重量百分比为50％的未漂草浆和50％的未漂竹浆在浆槽进行混合，使浆料均匀，得到浓度为9％浆料。
(2)将步骤(1)所得浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，磨浆转速为18000转，得到打浆后的浆料。
(3)向步骤(2)所得浆料进入纸机浆槽、高位箱，加水配置混合均匀，得到浓度为0.3％浆料。
(4)将步骤(3)所得浆料在纸机上，所述纸机的转速为200-400m/min，依次经冲浆泵、100目网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，得到定量为55g/m2的一种工业擦拭纸，记为样品1B。
所述的打浆结束后，所得浆料的打浆度为35°SR，湿重为9g，保水值为130％。
所述的经纸机抄造后，所得非木材类本色浆食品包装纸的亮度为40％ISO，抗张指数26N·m/g，撕裂指数12mN·m2/g，耐破指数1.4KPa·m2/g，耐折度27次。
对比例3
未漂木浆代替未漂竹浆
将收集的麦草和竹子原料分别进行预处理，然后通过输送设备送入一级分离装置，用2.5MPa的蒸汽蒸煮3min，蒸煮后再进行多级清洗，然后进行固液分离得到半纤维素液以及固形物；向所述固形物加入碱溶液，在120℃的条件下蒸煮1h，蒸煮后进行二次固液分离得到未漂浆(未漂草浆和未漂木浆)。所述的未漂浆K值为5.2以下，叩解度为25°SR，湿重为3.2g，白度为42％ISO，pH值为8.5，基于固形物总重量的纤维素含量为96％。
本发明的工业擦拭纸制备方法包括：
(1)将重量百分比为50％的未漂草浆和50％的未漂木浆在浆槽进行混合，使浆料均匀，得到浓度为9％浆料。
(2)将步骤(1)所得浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，磨浆转速为18000转，得到打浆后的浆料。
(3)向步骤(2)所得浆料进入纸机浆槽、高位箱，加水配置混合均匀，得到浓度为0.3％浆料。
(4)将步骤(3)所得浆料在纸机上，所述纸机的转速为200m/min，依次经冲浆泵、100目网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，得到定量为55g/m2的一种工业擦拭纸，记为样品1C。
所述的打浆结束后，所得浆料的打浆度为35°SR，湿重为8g，保水值为120％。所述的经纸机抄造后，所得非木材类本色浆食品包装纸的亮度为40％ISO，抗张指数21N·m/g，撕裂指数10mN·m2/g，耐破指数1.2KPa·m2/g，耐折度23次。
试验1
将实施例与对比例1、对比例2、对比例3进行检测，将检测数据进行比较，对比结果如下：
湿重1＝1A＞1B＞1C
保水值1＝1A＞1B＞1C
抗张指数1＞1A＞1B＞1C
撕裂指数1＞1A＞1B＞1C
耐破指数1＞1A＞1B＞1C
耐折度1＞1A＞1B＞1C。
从对比结果可以看出，添加湿强剂和助剂明显提高擦拭纸各项物理性能，未添加助剂表明湿强剂与助剂有共同作用效果，未添加湿强剂和助剂的擦拭纸各项物理性能较低，未漂木浆代替未漂竹浆表明竹纤维与麦草纤维的作用效果优于木纤维。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种工业擦拭纸，其特征在于：所述工业擦拭纸的浆料由未漂草浆和未漂竹浆制得，其中所述包装纸的定量为15g/m2-20g/m2，造纸湿强剂含量为所述绝干浆的1.0％-2.5％，助剂含量为所述绝干浆的0.3％-1.25％。
2.根据权利要求1所述的工业擦拭纸，其特征在于：所述工业擦拭纸的亮度为20-50％ISO，抗张指数为32-47N·m/g，撕裂指数为15-20mN·m2/g，耐破指数为1.2-2.0KPa·m2/g，耐折度为80-100次。
3.根据权利要求1所述的工业擦拭纸，其特征在于：所述浆料由重量百分比的如下组分组成：
未漂草浆 30％-50％，
未漂竹浆 50％-70％。
4.权利要求1至3任一项所述的工业擦拭纸的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将自制未漂草浆和未漂竹浆在浆槽进行混合，使浆料均匀；
(2)混匀后的浆料依次通过圆网浓缩机、浓缩后浆槽、低浓磨浆机、草浆叩后浆塔，得到打浆后的浆料；
(3)向步骤(2)所得浆料在配浆槽中添加造纸湿强剂进入纸机浆槽，使混合均匀；
(4)向步骤(3)所得浆料中添加助剂进入高位箱，使混合均匀；
(5)将步骤(4)所得浆料在纸机上依次经冲浆泵、网部、毯部压榨部、干燥部、卷纸机和高速分切机后加工，制得工业擦拭纸。
5.根据权利要求4所述的工业擦拭纸的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，打浆，在低浓磨浆机中进行打浆，磨浆转速为10000-20000r/min，打浆浓度为10％以下；打浆度为20-40°SR，湿重为7-10g，保水值为110-150％。
6.根据权利要求4所述的工业擦拭纸的制备方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述浆料从高位箱流入网部时的上网浓度为0.1-1.0％，网部为50-200目。
7.根据权利要求4所述的工业擦拭纸的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述的湿强剂为水溶性阳离子热固型树脂，所述水溶性阳离子热固型树脂为聚酸胺聚胺环氧氮丙烷PPE、聚酸胺环氧氛丙烷PAE或低聚经胺树脂PHA中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的工业擦拭纸的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述助剂为甲基丙烯磺酸钠。
9.根据权利要求4所述的工业擦拭纸的制备方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述纸机的转速为200-400m/min。
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