CN110714363B - 一种纸吸管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纸吸管，涉及造纸技术领域，包括自带疏水改性纳米竹纤维的纸张层；所述纸张层卷制成管状。本发明还公开了纸吸管的制备方法，能够有效解决现有纸吸管易溶解的问题。

Description

一种纸吸管及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种高抗水性纸吸管及其制备方法。
背景技术
吸管，又称饮管，是用来吸取饮品的管状结构。现有的吸管，一般用塑料制成，为一次性用品。这样的塑料吸管，成本低，工艺简单，所以被广泛使用。但是，这种塑料吸管丢弃后对于环境的污染越来越严重。
为了解决塑料吸管不可降解污染环境的问题，纸吸管应运而生。现有的纸吸管，多是直接用纸卷成管状结构，因为现在的吸管纸抗水性较低(抗水性，指抵抗因吸收水分而使结构破坏的能力，在水存在时防止吸管表面溶解的能力)，虽然能够供一般水性饮品使用，但是在对于诸如奶昔等油性较重的饮品时，现有的纸吸管会因为浸泡在油性饮品中而快速***溶解，给使用者非常不好的使用感。
发明内容
本发明意在提供一种纸吸管，以解决现有纸吸管易溶解的问题。
本发明提供基础方案是：一种纸吸管，包括自带疏水改性纳米竹纤维的纸张层；所述纸张层卷制成管状。
本方案的优点在于：
相比于现在常用的吸管纸，本方案中的纸张层因为涂覆有疏水改性纳米竹纤维，有效提高了纸张层的抗水性，进而提高了整个纸吸管的抗水性。能够避免纸吸管溶解的情况。
进一步，所述纸张层外表面设有涂覆层。
通过涂覆层，在纸张层外形成另一层的保护，减少纸张层的外表面直接与液体接触，减缓有可能出现的溶解。
进一步，所述涂覆层为食用蜡层。
食用蜡具有较高的抗水性，不易溶解在水当中，且食用蜡食用后对人体无害，用食用蜡作为涂覆层，能够在满足食用需求的前提下提高整个纸吸管的抗水性。本方案中使用的食用蜡为天然蜡，如蔗糖蜡或者蜂蜡。
进一步，所述纸张层包括彼此接触的第一纸层和第二纸层；所述第一纸层螺旋卷绕而形成管状且卷绕后的该第一纸层的相邻边缘相互抵接；所述第二纸层反向螺旋卷绕在第一纸层的外侧；所述第一纸层的内侧和第二纸层的外侧均涂覆有涂覆层；所述第一纸层和第二纸层上均喷涂有疏水改性纳米竹纤维素。
通过这样结构的纸吸管，能够尽可能地增加纸吸管的坚固性。通过在第一纸层和第二纸层上喷涂疏水改性纳米纤维素，通过增加第一纸层和第二纸层的抗水性，来增加整个纸吸管的抗水性。
本发明还提供了一种纸吸管制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将竹浆经打浆后的浆料泵送至成浆池；加入填料悬浮液混合均匀后泵送至和浆池；加入纳米纤维素、阳离子淀粉和明矾，混合均匀后泵送至抄造池；抄造池浆料经调浓除渣后，在一段良浆出口加入施胶剂，在压力筛进口在线连续加入湿强剂、助留剂及剥离剂后进入流浆箱；
步骤二，浆料上机后，经长网纸机脱水成形、压榨后，采用前干燥部干燥，再由疏水改性纳米纤维素进行喷涂，进入后干燥部干燥、压光制得纸张层；
步骤三，将纸张层的外表面涂上涂覆剂，形成涂覆层；
步骤四，将纸张层卷制成管状，形成纸吸管。
本方案的优点在于：
在制造纸张层的时候，就在干燥后在纸张层的表面喷涂疏水改性纳米纤维素，使制得的纸张层的本身的抗水性得到提高。再在纸张层的外表面上涂上涂覆剂形成涂覆层，进一步增加纸张层的硬度和抗水性，由这样的纸张层加工卷制成型的纸吸管具有较高的抗水性，难溶解于水中，即使是在奶昔等油性较重的饮品中，也具有长时间的抗水能力，能够保证使用期间，纸吸管不溶解。
进一步，所述纸张层包括第一纸层和第二纸层，在步骤二制得纸张层的时候分别制得第一纸层和第二纸层；在步骤四中依次将第一纸层和第二纸层卷绕成套在一起的双层管状结构。
在制作第一纸层和第二纸层的时候，通过加入疏水改性纳米竹纤维，使第一纸层和第二纸层本身已经具有高抗水性，再加上第一纸层和第二纸层的双层套管结构，进一步增加了纸吸管的坚固性和不可溶解性。
进一步，在步骤三中将第一纸层的内侧和第二纸层的外侧涂覆上涂覆剂形成涂覆层。
通过涂覆剂形成的涂覆层，使第一纸层和第二纸层之间牢固连接的同时，使整个纸吸管更加坚固，使整个纸吸管的抗水性更加提高。
进一步，在步骤二中添加疏水改性纳米竹纤维素的浓度在5％-10％。
添加的疏水改性纳米竹纤维素占整个酱料的5％-10％，该浓度范围内的疏水改性纳米竹纤维素能够使第一纸层和第二纸层的抗水性达到最好。
进一步，在步骤四，中先将第一纸层螺旋卷绕成管状结构，再在第一纸层的外侧将第二纸层反向螺旋卷绕成管状结构。
使两个纸层形成的管状结构更加坚固，避免在接触油性饮品的时候快速软化溶解。
附图说明
图1为本发明实施例1中纸吸管的结构示意图。
图2为本发明实施例1中实验1的对比结果示意图。
图3为本发明实施例2中纸吸管的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：第一纸层1、第二纸层2、涂覆层3。
实施例1
实施例基本如附图1所示：本实施例中的纸吸管，包括纸张层以及覆盖在纸张层内表面和外表面的涂覆层；纸张层上喷涂有疏水改性纳米竹纤维素。本实施例中的纸张层仅为第一纸层1，在第一纸层1的内侧和外侧均匀涂覆有涂覆层3.
涂覆层为用涂覆剂涂覆制成的厚度为1-5毫米的层状结构，本实施例中采用的涂覆剂为天然食用蜡，如蜂蜡或者蔗糖蜡。
制造上述高抗水性纸吸管制备方法，包括以下步骤：(1)按照现有技术，将竹浆打浆，加入填料、纳米纤维素、施胶剂、湿强剂及助留剂等，经除渣、调浓制成可上网的纤维浆料；(其中组分的配比为：竹浆50-80份、填料30-40份、疏水改性纳米竹纤维素5-10份、施胶剂0.2-0.8份、湿强剂0.6-3份和助留剂0.1-0.3份；竹浆为经过200目的筛网得到，填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土和钛白粉中的一种或多种任意比混合，且悬浮液质量浓度8-12％，纳米纤维素为TEMPO氧化型微纤化纤维素、乙酰化改性的微纤化纤维素、酯化改性的微纤化纤维素及硅烷化改性的微纤化纤维素中的一种，用量为绝干纤维质量的0.2-0.3％；所述的阳离子淀粉用量为绝干纤维质量的0.3-0.5％；所述的明矾用量为绝干纤维质量的0.1-0.2％。施胶剂为施胶剂浓度为4～6％，上胶量为1～3g/m2，湿强剂为环氧氯丙烷，其用量为浆料重量的1-4％，助留剂为聚丙烯酰胺，其用量为浆料重量的0.03-0.1％)。(2)纤维浆料经长网纸机的成形、压榨后，通过大直径烘缸快速干燥，再由5％—10％浓度疏水改性纳米纤维素进行喷涂，再经烘干、压光及卷取制得一种高抗水性吸管纸。其中，疏水改性纳米纤维素为乙酰化改性的微纤化纤维素、酯化改性的微纤化纤维素和硅烷化改性的微纤化纤维素按照2：2：3的质量比混合后得到的。
本实施例制得的用来制作吸管的纸张本身具有很好的抗水性和湿强度，这样制成的吸管既能有效阻隔液体渗透又有良好的油墨适应性。
具体实施过程如下：
第一步，将竹浆经盘磨打浆后，浆料泵送至成浆池，加入填料悬浮液混合均匀后泵送至和浆池，加入纳米纤维素、阳离子淀粉和明矾，混合均匀后泵送至抄造池，浆料经调浓除渣后，在一段良浆出口加入施胶剂，在压力筛进口在线连续加入湿强剂、助留剂及剥离剂后进入流浆箱；
第二步，浆料上机后，经长网纸机脱水成形、压榨后，采用大直径烘缸快速干燥，在由疏水改性纳米纤维素进行喷涂，进入后干燥部烘干、压光及卷取制得高抗水性吸管纸。长网纸机采用沁阳市金德机械厂或者丹东余泰机械有限公司制造的长网纸机。大直径烘缸采用沁阳市佳龙机械有限公司的4.5米直径的烘缸。
第三步，将吸管纸进行分切，复卷，制成纸吸管，检验，装箱入库。
实验1
本实验是为了测试疏水改性纳米纤维素喷涂对纸张湿强的影响。
实验方式：分别用5％浓度10％浓度的疏水改性纳米竹纤维对原纸进行喷涂，然后测喷涂后原纸的湿强。
结论：如附图2所示，分别用5％浓度10％浓度的疏水改性纳米竹纤维对原纸进行喷涂，纸张的湿强有了翻倍的提升。证明在浓度范围内的疏水改性纳米竹纤维的浓度越高，湿强性越好。
实验2
本实验是为了测试疏水改性纳米纤维素喷涂对纸张吸水率的影响。
实验方式：分别用5％浓度10％浓度的疏水改性纳米竹纤维对原纸进行喷涂，浸泡水中30min后测吸水率。
表1
Figure BDA0002254328500000051
结论：由表1可以看出，疏水改性纳米竹纤维素喷涂后对水的抗水性有了很大的提升，10％喷涂浓度的疏水改性纳米竹纤维素制成的纸吸管的吸水率最低，抗水性效果最好。
实施例2
实施例2基本如附图3所示：本实施例中的纸吸管，包括纸张层以及覆盖在纸张层内表面和外表面的涂覆层；所述纸张层包括彼此接触的第一纸层和第二纸层；所述第一纸层螺旋卷绕而形成管状且卷绕后的该第一纸层的相邻边缘相互抵接；所述第二纸层反向螺旋卷绕在第一纸层的外侧；所述第一纸层的内侧和第二纸层的外侧均涂覆有涂覆层；所述第一纸层和第二纸层上均喷涂有疏水改性纳米竹纤维素。
所述第一纸层与所述第二纸层的宽度相等。
第一、第二纸层的宽度为1cm至3.5cm。第一、第二纸层为可降解纸。涂覆层为食品级蜡制成。
在第一纸层和第二纸层之间涂覆有食用胶，以增加第一纸层和第二纸层之间的黏性，使第一纸层和第二纸层能够形成一个整体。
制造上述高抗水性纸吸管制备方法，在实施例1的步骤(2)中，分别通过相同的方法制造第一纸层和第二纸层，再在第一纸层和第二纸层之间通过食用胶或者食用蜡使两者粘贴。同时，在第一纸层的内侧面和第二纸层的外侧面通过涂覆剂均匀涂覆，形成厚度为1-5毫米的涂覆层。本实施例中选用蜂蜡作为涂覆剂，形成厚度为1毫米的涂覆层。
本实施例制得的用来制作吸管的纸张本身具有很好的抗水性和湿强度，这样制成的吸管既能有效阻隔液体渗透又有良好的油墨适应性。
具体实施过程如下：
第一步，将竹浆经盘磨打浆后，浆料泵送至成浆池，加入填料悬浮液混合均匀后泵送至和浆池，加入纳米纤维素、阳离子淀粉和明矾，混合均匀后泵送至抄造池，浆料经调浓除渣后，在一段良浆出口加入施胶剂，在压力筛进口在线连续加入湿强剂、助留剂及剥离剂后进入流浆箱；
第二步，浆料上机后，经长网纸机脱水成形、压榨后，采用大直径烘缸快速干燥，在由疏水改性纳米纤维素进行喷涂，分别形成第一纸层和第二纸层，在第一纸层和第二纸层之间通过添加食用胶或者食用蜡，使两者粘贴在一起，然后在第一纸层的内侧面和第二纸层的外侧面，用蜂蜡作为涂覆剂，涂覆厚度为1毫米的涂覆层，进入后干燥部烘干、压光及卷取制得高抗水性吸管纸。长网纸机采用沁阳市金德机械厂或者丹东余泰机械有限公司制造的长网纸机。大直径烘缸采用沁阳市佳龙机械有限公司的7.5米直径的烘缸。
第三步，将吸管纸进行分切，复卷，制成纸吸管，检验，装箱入库。
实施例3
与实施例2不同的是，在形成吸管纸的时候，先将第一纸层螺旋卷绕而形成管状且卷绕后的该第一纸层的相邻边缘相互抵接；然后在第一纸层的外侧面上涂覆食用胶或者食用蜡，将第一纸层形成的管状结构粘贴固定；然后将第二纸层反向螺旋卷绕在第一纸层的外侧；通过已经涂覆在第一纸层和第二纸层之间的食用胶或者食用蜡形成涂覆层，使第一纸层和第二纸层形成统一的纸吸管。最后，再在第一纸层的内侧面和第二纸层的外侧面均匀涂上涂覆剂，形成内涂覆层和外涂覆层。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种纸吸管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，将竹浆经打浆后的浆料泵送至成浆池；加入填料悬浮液混合均匀后泵送至和浆池；加入纳米纤维素、阳离子淀粉和明矾，混合均匀后泵送至抄造池；抄造池浆料经调浓除渣后，在一段良浆出口加入施胶剂，在压力筛进口在线连续加入湿强剂、助留剂及剥离剂后进入流浆箱；
步骤二，浆料上机后，经长网纸机脱水成形、压榨后，采用前干燥部干燥，再由疏水改性纳米纤维素进行喷涂，进入后干燥部干燥、压光制得纸张层；
步骤三，将纸张层的外表面涂上涂覆剂，形成涂覆层；
步骤四，将纸张层卷制成管状，形成纸吸管；
所述纸张层包括第一纸层和第二纸层，在步骤二制得纸张层的时候分别制得第一纸层和第二纸层；在步骤四中依次将第一纸层和第二纸层卷绕成套在一起的双层管状结构；
在步骤二中添加疏水改性纳米竹纤维素的浓度在5%-10%；
步骤四中，先将第一纸层螺旋卷绕成管状结构，再在第一纸层的外侧将第二纸层反向螺旋卷绕成管状结构；
疏水改性纳米纤维素为乙酰化改性的微纤化纤维素、酯化改性的微纤化纤维素和硅烷化改性的微纤化纤维素按照2：2：3的质量比混合后得到。
2.根据权利要求1所述的纸吸管的制备方法，其特征在于：在步骤三中将第一纸层的内侧和第二纸层的外侧涂覆上涂覆剂形成涂覆层。
3.一种纸吸管，其特征在于：采用权利要求1所述的制备方法制得，包括自带疏水改性纳米竹纤维的纸张层；所述纸张层卷制成管状；
所述纸张层包括彼此接触的第一纸层和第二纸层；所述第一纸层螺旋卷绕而形成管状且卷绕后的该第一纸层的相邻边缘相互抵接；所述第二纸层反向螺旋卷绕在第一纸层的外侧；所述第一纸层的内侧和第二纸层的外侧均涂覆有涂覆层；所述第一纸层和第二纸层上均喷涂有疏水改性纳米竹纤维素；
疏水改性纳米纤维素为乙酰化改性的微纤化纤维素、酯化改性的微纤化纤维素和硅烷化改性的微纤化纤维素按照2：2：3的质量比混合后得到。
4.根据权利要求3所述的纸吸管，其特征在于：所述纸张层外表面设有涂覆层。
5.根据权利要求4所述的纸吸管，其特征在于：所述涂覆层为食用蜡层。
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