CN115748301A - 一种高湿强生活用纸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种高湿强生活用纸的制备方法，该高湿强生活用纸的制备方法包括：制备PLA微乳液，打浆，抄造，干燥，高温热熔步骤，在抄造时添加含有PLA固形物0.5‑10kg/t的PLA微乳液，并在干燥之后进行高温热熔处理，使得制备的生活用纸湿强高，且不含有PAE湿强剂，极大消除了产品给人体造成的健康隐患，同时，本申请中添加的PLA微乳液属物理性添加，无水解物，不会对纸机***产生负作用，另外，利用PLA微粒热熔后产生的物理连接实现湿强效果，遇到较大的水力搅拌作用便会自动分解，不存在损纸回用难题，另外，PLA微乳液降解后生产二氧化碳和水，对环境无污染。
Description
技术领域
本申请涉及造纸技术领域，特别是涉及一种高湿强生活用纸的制备方法。
背景技术
生活用纸广泛应用于人们的日常生活中，在生活用纸中包括一类具有高湿强的产品，如，擦手纸、厨房用纸，这类产品需要满足人们在湿状态下擦拭使用过程中不会容易烂掉或散开，即，需要有较高的湿强度。
为了实现高湿强度，目前常规的工艺为添加大量的湿强剂，通常情况下，人们使用PAE(聚酰胺环氧氯丙烷)湿强剂，但是，当添加有PAE湿强剂的产品进行二次回用时，比如，在生产过程中添加擦手纸、厨房用纸的损纸时，损纸中的PAE与水接触后会发生水解副反应，产生对人体有害的物质有机氯1，3-二氯-2丙醇(DCP) 和3-氯-1，2-丙二醇(MCPD)，因而使得在这种情况下存在危害人体健康的隐患，另外，使用PAE湿强剂固化后不易降解，损纸回收困难。
另外，在本领域中也存在一些其他不会产生氯的湿强剂，如，双醛淀粉，聚乙烯亚胺，乙二醛聚酰胺树脂等，这类湿强剂通常作为暂时性湿强剂使用，这些湿强剂通常遇水湿强剂下降较快，在实际应用中通常与PAE等永久性湿强剂联合使用，在高湿强功能的场合，比如擦手纸、厨房用纸等产品中极少单独应用，同时，双醛淀粉、聚乙烯亚胺及乙二醛聚酰胺树脂等成本相较PAE高很多，以及聚乙烯亚胺还存在产品容易发黄等问题，因此，需要提供一种新的高湿强生活用纸的制备方法，来形成完全无氯残留或大幅降低氯残留的产品。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种高湿强生活用纸的制备方法，能够形成完全无氯残留或大幅降低氯残留的产品。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高湿强生活用纸的制备方法，该高湿强生活用纸的制备方法包括：
制备PLA微乳液：将聚乳酸纤维加水调成1-2％浓度，研磨至小于等于2μm尺寸的聚乳酸纤维占比达到80％以上，得PLA微乳液；
打浆：提供纤维原料并进行打浆，至叩解度为30-50°SR；
抄造：向打浆后的浆料中加入含有PLA固形物0.5-10kg/t的PLA微乳液，混合均匀，然后抄造脱水成型；
干燥：对脱水成型的纸页烘干；
高温热熔：对烘干后的干纸页经热熔设备进行热熔处理，热熔温度220-350℃，热熔时间2-60秒。
其中，在制备PLA微乳液时，采用2-3mm氧化锆珠进行研磨。
其中，在高温热熔时，采用热熔设备进行热熔处理，热熔温度为246℃，热熔时间10-60秒。
其中，在打浆步骤中，使用漂白竹浆，且打浆至叩解度打浆至叩解度35-48° SR，且采用热熔设备进行热熔处理，热熔处理时间30-60秒。
其中，在干燥步骤中，采用杨克烘缸对纸页进行烘干，并在高温热熔步骤中，采用高温烘缸进行热熔处理，且，高温烘缸内通入有大于等于300℃的蒸汽，热熔处理时间为2-10秒。
其中，当在抄造过程中需要加入分散剂时，PLA微乳液的添加位置在分散剂添加之前添加。
其中，在进行打浆时，打浆功率为30-95kwh/t。
其中，在抄造过程中不添加有PAE湿强剂。
有益效果：本发明实施例提供一种高湿强生活用纸的制备方法，该高湿强生活用纸的制备方法包括：制备PLA微乳液，打浆，抄造，干燥，高温热熔步骤，在抄造时添加含有PLA固形物0.5-10kg/t的PLA微乳液，并在干燥之后进行高温热熔处理，使得制备的生活用纸湿强高，且不含有PAE湿强剂，极大消除了产品给人体造成的健康隐患，同时，本申请中添加的PLA微乳液属物理性添加，无水解物，不会对纸机***产生负作用，另外，利用PLA微粒热熔后产生的物理连接实现湿强效果，遇到较大的水力搅拌作用便会自动分解，不存在损纸回用难题，另外，PLA微乳液降解后生产二氧化碳和水，对环境无污染。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照实施例对本申请进一步详细说明。
S1：制备PLA微乳液。
将聚乳酸纤维加水调成1-2％浓度，研磨至小于等于2μm尺寸的聚乳酸纤维占比达到80％以上，得PLA微乳液；
所述的聚乳酸纤维是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料，经发酵生成乳酸后，再经缩聚和熔融纺丝制成的纤维，在其他实施例中也可以采用化学合成的方式制得聚乳酸纤维。
另外，所述的聚乳酸纤维具有相对较短的长度，以便于研磨处理，在一些优选的实施例中，所述的聚乳酸纤维的长度为1-10mm，采用球磨机对聚乳酸纤维研磨至小于等于2μm尺寸的聚乳酸纤维占比达到80％以上，并形成乳白色悬浊液，可以理解的，研磨后形成的乳白色悬浊液即为PLA微乳液，为了方便理解，将研磨处理后形成的小尺寸的聚乳酸纤维，称为PLA固形物。
进一步的，研磨处理时采用2-3mm氧化锆珠进行研磨。
S2：打浆。
提供纤维原料并进行打浆，至叩解度为30-50°SR；
所述的纤维原料为植物纤维原料，具体可以为竹浆、木浆或草浆等，在优选的实施例中，所述的纤维原料为长纤维的针叶木浆与短纤维的阔叶木浆的混合浆，或者，为单独的竹浆。
打浆，也被称为磨浆，打浆是使植物纤维吸水润胀和细纤维化的工艺，从而大大增加了纤维的外比表面积，也使纤维素分子链中暴露出来更多的羟基，促进了氢键的结合，增加了成纸匀度和强度以及使植物纤维的刚性下降，弹性削弱，塑性增加，纤维变得柔软而有可塑性。
进一步的，在打浆之前还可以包括对纤维原料进行疏解的步骤，疏解过程中纤维不仅能够受到剪切、揉搓和梳理，同时纤维的细胞壁还发生位移、变型与破裂等现象从而吸水润胀，产生细纤维化，使纸浆具有柔软性、可塑性，也使纤维素分子链中暴露出更多的羟基，提高纤维之间的结合力。
另外，当所述的纤维原料为混合浆时，还可以分别对构成混合浆的纤维原料分别进行散浆及打浆。
另外，为了得到高湿强的生活用纸，可以选用30-95kwh/t的高功率打浆能够使纤维原料更多的被切断和分丝帚化，同时纤维原料在磨浆的过程中吸水润涨，水分子进入纤维素的无定形区，使纤维素分子链之间的距离增大，引起纤维变形，以致纤维内聚力下降，纤维内部的组织结构变得更为松弛，纤维的比表面积增加。同时，高功率的磨浆有助于增强纤维之间的结合力。
优选的，打浆至叩解度35-48°SR，更优选的，打浆至叩解度42-45°SR。
S3：抄造。
向打浆后的浆料中加入含有PLA固形物0.5-10kg/t的PLA微乳液，混合均匀，然后抄造脱水成型；
具体的，可以使用现有技术的各种抄造手段形成纸页，比如，新月成型、夹网成型、长网成型及真空圆网成型等。
结合磨浆和PLA微乳液，能够使纤维更多的被切断和分丝帚化，产生更多游离的羟基，羟基与水中的氢离子发生氢键结合，氢键的产生使生活用纸得强度提升。
另外，当在抄造过程中需要加入分散剂时，该PLA微乳液的添加位置应在分散剂添加之前添加，在一个优选的实施例方式中，可选的在储浆槽、混合槽、机前槽内添加。
S4：干燥。
对脱水成型的纸页烘干。
具体的，通过杨克烘缸对湿纸页进行烘干处理，形成干纸页。
S5：高温热熔。
对烘干后的干纸页经加热设备进行热熔处理，热熔温度220-350℃，热熔时间 2-60秒。
具体的，在杨克烘缸之后设置有高温烘缸或高温烘箱或红外加热设备对干纸页进行热熔处理，以使得PLA热熔形成连接，在热熔处理时，热熔温度220-350℃，优选的为240-300℃，当采用高温烘缸进行热熔处理时，可以通过在高温烘缸内通入有大于等于300℃的蒸汽，以对干纸页进行高温热熔，同时，当采用高温烘缸进行热熔处理时，热熔时间为2-10s。
通过，上述方式制备的生活用纸将不含有PAE湿强剂，极大消除了产品给人体造成的健康隐患，同时，本申请中添加的PLA微乳液属物理性添加，无水解物，不会对纸机***产生负作用，另外，利用PLA微粒热熔后产生的物理连接实现湿强效果，遇到较大的水力搅拌作用便会自动分解，不存在损纸回用难题。
下面通过具体实施例进一步说明本方法：
实施例1：
S11：制备PLA微乳液：将聚乳酸纤维加水调成1-2％浓度，研磨至小于等于2 μm尺寸的聚乳酸纤维占比达到80％以上，得PLA微乳液；
S12：打浆：将漂白竹浆打浆至叩解度为36°SR；
S13：抄造：向打浆后的浆料中加入含有PLA固形物10kg/t的PLA微乳液，混合均匀，然后抄造脱水成型；
S14：干燥：对脱水成型的纸页烘干；
S15：高温热熔：烘箱246℃保温0.5min。
实施例2：
在步骤S13中，向打浆后的浆料中加入含有PLA固形物1kg/t的PLA微乳液，以及在步骤S15中，烘箱246℃保温1min，其余步骤与实施例1相同。
实施例3：
在步骤S12中，将漂白竹浆打浆至叩解度为44°SR，在步骤S13中，向打浆后的浆料中加入含有PLA固形物0.5kg/t的PLA微乳液，以及在步骤S15中，烘箱246℃保温1min，其余步骤与实施例1相同。
对比例1：
采用与实施例1-4相同的漂白竹浆，打浆至叩解度36°SR，加入以绝干浆计2％的PAE湿强剂，并经与实施例1-4相同的抄造过程抄造。
测试数据对比如下：
| 项目 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 基重 | g/㎡ | 48.4 | 47.4 | 50.0 | 48.9 |
| 干抗张指数 | N·m/g | 41.64 | 47.35 | 46.32 | 47.1 |
| 撕裂指数 | mN·m2/g | 7.25 | 10.49 | 9.93 | 8.85 |
| 耐破指数 | Kpa·m2/g | 2.44 | 3.25 | 3.25 | 3.11 |
| 湿抗张指数 | N·m/g | 13.69 | 12.4 | 12.3 | 8.05 |
| 吸液高度 | mm/100s | 29.6 | 40 | 38 | 22 |
可以明显发现，实施例并未添加任何含氯湿强剂及其他含醛淀粉，通过少量的添加PLA的微粒，采用热融二次固化技术，实现了产品湿强度的提升，在满足湿强度要求情况下，同时具备了良好的水中解离效果，损纸易回收再利用，具备低成本、无污染制备高湿强生活用纸的特点。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，所述的高湿强生活用纸的制备方法包括：
制备PLA微乳液：将聚乳酸纤维加水调成1-2％浓度，研磨至小于等于2μm尺寸的聚乳酸纤维占比达到80％以上，得PLA微乳液；
打浆：提供纤维原料并进行打浆，至叩解度为30-50°SR；
抄造：向打浆后的浆料中加入含有PLA固形物0.5-10kg/t的PLA微乳液，混合均匀，然后抄造脱水成型；
干燥：对脱水成型的纸页烘干；
高温热熔：对烘干后的干纸页经热熔设备进行热熔处理，热熔温度220-350℃，热熔时间2-60秒。
2.如权利要求1所述的高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，在制备PLA微乳液时，采用2-3mm氧化锆珠进行研磨。
3.如权利要求1所述的高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，在高温热熔时，采用热熔设备进行热熔处理，热熔温度为246℃，热熔时间10-60秒。
4.如权利要求1所述的高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，在打浆步骤中，使用漂白竹浆，且打浆至叩解度打浆至叩解度35-48°SR，且采用热熔设备进行热熔处理，热熔处理时间30-60秒。
5.如权利要求1-3中任一权利要求所述的高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，在干燥步骤中，采用杨克烘缸对纸页进行烘干，并在高温热熔步骤中，采用高温烘缸进行热熔处理，且，高温烘缸内通入有大于等于300℃的蒸汽，热熔处理时间为2-10秒。
6.如权利要求4或权利要求5所述的高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，当在抄造过程中需要加入分散剂时，PLA微乳液的添加位置在分散剂添加之前添加。
7.如权利要求6所述的高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，在进行打浆时，打浆功率为30-95kwh/t。
8.如权利要求7所述的高湿强生活用纸的制备方法，其特征在于，在抄造过程中不添加有PAE湿强剂。
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