專利名稱：：造紙用增強纖維及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬制漿造紙
技術領域：
，具體地說涉及一種造紙用增強纖維及其制備方法和應用。這種增強纖維可作為紙料組分直接在紙料制備工段添加。
背景技術：
：在生產高強度紙張時，或者為了避免提高成紙灰分而引起成紙強度變差時，由于現(xiàn)有的紙漿自身品質的限制，紙張的強度很難再有較大幅度的提升。對現(xiàn)有紙漿進行針對性的處理，以大幅度提高紙張的強度，為高強度紙張或提升灰分保持強度的研究開發(fā)提供了廣闊的空間。為此，可用添加劑使纖維和纖維表面改性，賦予纖維新的性能以增加纖維之間的結合力。纖維細胞壁外表面對于建立纖維之間很強的結合是十分重要的。通過使用化學添加劑或通過其它化學改性的方法可以改變纖維外表面的化學性質，其中用陽離子聚電解質和陰離子聚電解質相繼連續(xù)處理紙漿，從而在紙漿的單根纖維表面形成一聚電解質復合層即是一很好的方法。任何電荷相反的聚電解質之間都能形成復合層結構，在纖維表面形成這樣一厚度在5—100nm的復合層，可改變纖維的性質，提高所得紙張的強度。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種造紙用增強纖維及其制備方法和應用；該制備方法簡單、安全，得到的造紙用增強纖維，可作為紙料組分以提高成紙強度。本發(fā)明的目的是通過以下的技術方案來實現(xiàn)的一種造紙用增強纖維，其特征在于該造紙用增強纖維由紙漿與陽性聚電解質和陰性聚電解質復合而成，其中紙漿與聚電解質的質量比為100:1—100:20。本發(fā)明中，所述紙漿為由針葉材、闊葉材、棉、麻、禾草或農林廢棄物為原料制得的紙漿中的任一種或幾種的混合物。紙漿可以用化學法、機械法或化學機械法制得。所述陽性聚電解質為陽離子聚丙烯酰胺、陽離子淀粉、聚酰胺聚胺一環(huán)氧氯丙垸、聚烯丙基胺鹽酸、聚二烯丙基二甲基氯化銨中的任一種或幾種的混合物。所述陰性聚電解質為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、陰離子聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚乙烯膦酸鈉中的任一種或幾種的混合物。一種造紙用增強纖維的制備方法，其特征在于該制備方法由陽性聚電解質和陰性聚電解質依次在紙漿的表面進行吸附，具體制備步驟如下1)在疏解充分的紙漿懸浮液中加入少量氯化鈉，懸浮液中氯化鈉濃度為0.005—0.015mol/L，將相對于絕干漿用量0.1_5%的陽性聚電解質加入紙漿懸浮液，攪拌5—20分鐘，過濾洗絳；2)在疏解充分的紙漿懸浮液中加入少量氯化鈉，懸浮液中氯化鈉濃度為0.005—0.015mol/L，將相對于絕干漿用量0.1—5%的陰性聚電解質加入紙漿懸浮液，攪拌5—20分鐘，過濾洗滌；得到造紙用增強纖維。本發(fā)明中，可以在步驟2)后再重復1到4次步驟1)和步驟2)，最后以步驟l)或步驟2)結束，均可得到造紙用增強纖維。本發(fā)明的造紙用增強纖維，其骨架是紙漿，具^M也說，是以木材類(以樺木、桉木、楊木、馬尾松、云杉為特別優(yōu)選)、禾草(以竹子、稻麥草、龍須草、蘆葦、甘蔗渣為特別優(yōu)選)、棉、麻和其它農林廢棄物為原料，以化學法、機械法或化學機械法制得，或兼用其中的任幾種紙漿組合后使用。其中化學法制得的紙漿采用蘇打漿、硫酸鹽漿、漂白硫酸鹽漿、亞硫酸鹽漿、漂白亞硫酸鹽漿中的任一種或幾種的混合物；機械法制得的紙槳采用木片磨木槳、磨石磨木槳、熱磨機械槳中的任一種或幾種的混合物；化學機械法制得的紙漿采用化學熱磨機械漿、堿性過氧化氫機械漿、盤磨化學預處理的堿性過氧化氫機械漿、漂白化學熱磨機械漿中的任一種或幾種的混合物。本發(fā)明的造紙用增強纖維作為紙料組分在紙料制備工段中的應用。造紙用增強纖維作為紙料組分在紙料制備工段進行添加，增強纖維相對于絕干漿的添加量為1-100%。采用本發(fā)明的增強纖維，可以提高紙張強度。本發(fā)明對紙漿的增強方法可使得纖維表面包覆一聚電解質復合層。本發(fā)明的造紙用增強纖維具有可作為紙料組分直接使用、提高紙張強度的優(yōu)點。具體實施例方式以下列舉實施例更加具體地說明本發(fā)明，并且本發(fā)明不限于以下實施例。實施例1將20g漂白硫酸鹽馬尾松槳徹底疏解。然后在紙漿表面包裹上聚電解質復合層，聚電解質在紙漿上的吸附步驟為向紙槳懸浮液中加入氯化鈉，調整到懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，加入2.0g陽離子淀粉并攪拌8分鐘，過濾洗滌；再向上述紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，然后加入2.5g磷酸酯淀粉并攪拌8分鐘，過濾洗滌。最后所得即為造紙用增強纖維。實施例2以與實施例1相同的方式得到造紙用增強纖維，除了在實施例1的吸附歩驟完成之后，再增加一個吸附步驟，即第三次向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為O.01mol/L，然后加入l.Og陽離子淀粉并攪拌8分鐘，過濾洗滌。實施例3將20g漂白硫酸鹽馬尾松漿徹底疏解。然后在紙漿表面包裹上聚電解質復合層，聚電解質在紙漿上的吸附步驟為第一次向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整到懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，加入2.0g陽離子淀粉并攪拌8分鐘，過濾洗滌；第二次再向上述紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L,然后加入2.5g磷酸酯淀粉并攪拌8分鐘，過濾洗滌；第三次向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，然后加入l.Og陽離子淀粉并攪拌8分鐘，過濾洗滌；再第四次向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，然后加入2.0g磷酸酯淀粉并攪拌8分鐘，過濾洗滌；最后所得即為造紙用增強纖維。將實施例l一3所得增強纖維和空白樣在標準紙頁成形器上抄片，經標準紙頁壓搾器壓榨、風干、恒溫恒濕處理后，測試紙頁強度。結果列于表l中。表l實驗組空白實施例1實施例2實施例3增強纖維，％0100100100克重，g/m269.769.970.269.5抗張指數(shù)，N*m/g75.593.094.199.5Scott內結合強度，J/m2518.51180.01593.61947.9將實施例l一3所得增強纖維作為紙料組分，和其它紙漿混合后在標準紙頁成形器上抄片，經標準紙頁壓榨器壓榨、風干、恒溫恒濕處理后，測試紙頁強度。同時進行一個空白樣，即不添加增強纖維。結果列于表2中。表2實驗組空白實施例1實施例2實施例3增強纖維，％0151515克重，g/m270.169.870.370.4抗張指數(shù)，N*m/g40.647.248.549.0Scott內結合強度，J/m2203.8229.6234.2235.7注空白的纖維配比為闊葉漿針葉漿BCTMP:損紙-55:15:10:20,其余的纖維配比為增強纖維闊葉漿針葉漿BCTMP:損紙=15:40:15:10:20?；瘜W品添加0.03%CPAM,0.3%膨潤土，碳酸釣9.0%,陽離子淀粉1.0%，AKD0.15%。實施例4將20g漂白硫酸鹽桉木漿徹底疏解。然后在紙漿表面包裹上聚電解質復合層，聚電解質在紙漿上的吸附步驟為向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.008mol/L，加入0.5g聚烯丙基胺鹽酸并攪拌12分鐘，過濾洗滌；再向上述紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.008mol/L，然后加入1.0g羧甲基淀粉并攪拌9分鐘，過濾洗滌。最后所得即為造紙用增強纖維。將所得增強纖維和空白樣在標準紙頁成形器上抄片，經標準紙頁壓搾器壓榨、風干、恒溫恒濕處理后，測試紙頁強度。結果列于表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例5將20g漂白硫酸鹽竹漿徹底疏解。然后在紙漿表面包裹上聚電解質復合層，聚電解質在紙漿上的吸附步驟為向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整到懸浮液中氯化鈉濃度為0.012mol/L，加入0.3g聚酰胺聚胺一環(huán)氧氯丙垸并攪拌10分鐘，過濾洗滌；再向上述紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.012mol/L，然后加入0.6g聚乙烯磺酸鈉并攪拌10分鐘，過濾洗滌。如此再重復吸附一次。最后所得即為造紙用增強纖維。將所得增強纖維和空白樣在標準紙頁成形器上抄片，經標準紙頁壓榨器壓榨、風干、恒溫恒濕處理后，測試紙頁強度。結果列于表4中。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例6將20g脫墨廢報紙漿徹底疏解。然后在紙漿表面包裹上聚電解質復合層，聚電解質在紙漿上的吸附步驟為向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，加入l.Og聚烯丙基胺鹽酸并攪拌IO分鐘，過濾洗滌；再向上述紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，然后加入1.0g聚苯乙烯磺酸鈉并攪拌6分鐘，過濾洗滌；繼續(xù)再向紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整懸浮液中氯化鈉濃度為0.01mol/L，加入0.7g聚烯丙基胺鹽酸并攪拌8分鐘，過濾洗滌。最后所得即為造紙用增強纖維。將所得增強纖維和空白樣在標準紙頁成形器上抄片，經標準紙頁壓榨器壓榨、風干、恒溫恒濕處理后，測試紙頁強度。結果列于表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權利要求1、一種造紙用增強纖維，其特征在于該增強纖維由紙漿與陽性聚電解質和陰性聚電解質復合而成，其中紙漿與聚電解質的質量比為100∶1-100∶20。2、根據權利要求1所述的造紙用增強纖維，其特征在于所述紙漿為由針葉材、闊葉材、棉、麻、禾草或農林廢棄物為原料制得的紙漿中的任一種或幾種的混合物。3、根據權利要求1所述的造紙用增強纖維，其特征在于所述陽性聚電解質為陽離子聚丙烯酰胺、陽離子淀粉、聚酰胺聚胺一環(huán)氧氯丙烷、聚烯丙基胺鹽酸、聚二烯丙基二甲基氯化銨中的任一種或幾種的混合物。4、根據權利要求1所述的造紙用增強纖維，其特征在于所述陰性聚電解質為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、陰離子聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚乙烯膦酸鈉中的任一種或幾種的混合物。5、一種權利要求1所述造紙用增強纖維的制備方法，其特征在于該制備方法由陽性聚電解質和陰性聚電解質依次在紙漿的表面進行吸附，具體制備歩驟如下1)在疏解充分的紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整到懸浮液中氯化鈉濃度為0.005—0.015mol/L，將相對于絕干漿用量0.1—5%的陽性聚電解質加入紙漿懸浮液，攪拌后，過濾洗滌；2)再向在疏解充分的上述紙漿懸浮液中加入氯化鈉，調整到懸懸浮液中氯化鈉濃度為0.005—0.015mol/L，將相對于絕干漿用量0.1—5%的陰性聚電解質加入紙漿懸浮液，攪拌后，過濾洗滌；得到造紙用增強纖維。6、根據權利要求5所述的造紙用增強纖維的制備方法，其特征在于在步驟2)后再重復1到4次步驟1)和步驟2)，最后以步驟1)或步驟2)結束，得到造紙用增強纖維。7、根據權利要求5或6所述的造紙用增強纖維的制備方法，其特征在于步驟l)中，所述陽性聚電解質為陽離子聚丙烯酰胺、陽離子淀粉、聚酰胺聚胺一環(huán)氧氯丙烷、聚烯丙基胺鹽酸、聚二烯丙基二甲基氯化銨中的任一種或幾種的混合物。8、根據權利要求5或6所述的造紙用增強纖維的制備方法，其特征在于步驟2)中，所述陰性聚電解質為聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、陰離子聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯磺酸鈉、聚乙烯膦酸鈉中的任一種或幾種的混合物。9、一種權利要求1所述的造紙用增強纖維作為紙料組分在紙料制備工段中的應用方法。10、根據權利要求9所述的造紙用增強纖維在紙料制備工段中的應用方法，其特征在于造紙用增強纖維直接作為紙料組分在紙料制備工段進行添加，造紙用增強纖維相對于絕干漿的添加量為1-100%。全文摘要本發(fā)明公開了一種造紙用增強纖維及其制備方法和應用，該增強纖維是以紙漿為骨架，通過與陽性聚電解質和陰性聚電解質交替復合而得到。其中紙漿與聚電解質的質量比為100∶1-100∶20。這種增強纖維在紙漿表面包覆了一聚電解質復合層，可直接作為紙料的組分在紙料制備工段進行添加，增強纖維相對于絕干漿的添加量為1-100％。上述增強纖維應用于紙張抄造，可顯著提高所制備紙品的Scott內結合強度等指標。文檔編號D21H11/00GK101613977SQ2009100318公開日2009年12月30日申請日期2009年7月15日優(yōu)先權日2009年7月15日發(fā)明者劉翔飛,明張,王仁榮,劍陳,軍黃申請人:金東紙業(yè)(江蘇)股份有限公司