專利名稱：抗菌涂料的生產(chǎn)工藝、抗菌紙的生產(chǎn)工藝及抗菌紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗菌涂料的生產(chǎn)工藝、抗菌紙的生產(chǎn)工藝及抗菌紙。
背景技術(shù)：
在科技越來越發(fā)達、生活質(zhì)量越來越高的今天，不論是生活用紙還是工業(yè)用紙，在很多場合不僅要求紙張無菌，更要求紙張具有抗菌的效果。制作抗菌紙的一種做法是在紙張表面涂布包含有納米二氧化鈦的抗菌層來賦予紙張以抗菌效果。然而，這種方式始終無法賦予紙張良好的抗菌效果。究其原因，其中一個很重要的原因是現(xiàn)有的抗菌紙生產(chǎn)工藝無法充分發(fā)揮納米二氧化鈦的抗菌效果，從而導(dǎo)致抗菌紙的抗菌效果不理想。這主要是因為，由于納米二氧化鈦的比表面能很大、極性較強，在制備和使用過程中極易發(fā)生粒子凝并、團聚而形成粒徑較大的二次粒子，而納米二氧化鈦所具有的抗菌性能很大程度上取決于粒徑的大小，現(xiàn)有的抗菌紙生產(chǎn)工藝在制備抗菌涂料的過程中，造紙廠商是直接使用供應(yīng)商所提供的納米二氧化鈦成品，由于納米二氧化鈦粒子具有很強烈的聚集傾向，因此，供應(yīng)商所提供的納米二氧化鈦成品在存儲、運送等物流環(huán)節(jié)中會發(fā)生團聚、結(jié)塊而導(dǎo)致納米二氧化鈦顆粒的粒徑變大，從而影響了納米二氧化鈦的抗菌效果。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，提供一種能夠解決上述問題的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝、抗菌紙的生產(chǎn)工藝及抗菌紙實為必要。一種抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟:配制包含有二氧化鈦顆粒與分散劑的混合液；對所述混合液進行機械攪拌以對所述混合液中的二氧化鈦顆粒進行初步碎解以形成初級二氧化鈦顆粒分散液；對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩以形成平均粒徑小于等于200nm的納米二氧化鈦粒子分散液；以及將所述納米二氧化鈦粒子分散液與涂料進行混合以形成均勻分散有納米二氧化鈦粒子的抗菌涂料，在所述抗菌涂料中，所述納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。一種抗菌紙的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟:提供紙基體；依照如上所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備抗菌涂料；以及利用所述抗菌涂料在所述紙基體的至少一個表面上形成抗菌涂層?！N抗菌紙，其包括紙基體，在所述紙基體的至少一個外表面上形成有抗菌涂層，所述抗菌涂層由如上所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備的抗菌涂料所形成。一種抗菌紙，其包括紙基體，在所述紙基體的至少一個外表面上形成有抗菌涂層，所述抗菌涂層內(nèi)包含有均勻分布的納米二氧化鈦粒子，所述納米二氧化鈦粒子的平均粒徑小于等于200nm,所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。一種抗菌紙，其包括紙基體，其特征在于:在所述紙基體的至少一個外表面上形成有抗菌涂層，所述抗菌涂層內(nèi)包含有均勻分布的納米二氧化鈦粒子，所述抗菌涂層的抗細(xì)菌率大于等于99%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，依據(jù)本發(fā)明所提供的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝所制備出來的抗菌涂料中的二氧化鈦粒徑小且分布均勻，能夠很好的發(fā)揮納米二氧化鈦的抗菌效果。本發(fā)明所提供的所述抗菌紙生產(chǎn)工藝以及依據(jù)所述抗菌紙生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的抗菌紙，由于其所使用的抗菌涂料是利用本發(fā)明所提供的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備而成的，因此:一方面，由于抗菌涂料中的二氧化鈦粒子的平均粒徑在200nm以下，可以使得納米二氧化鈦的抗菌性能得到充分的發(fā)揮，從而賦予了所述抗菌紙良好的抗菌性能，使其抗細(xì)菌率大于等于99% ’另一方面，均勻分布的二氧化鈦粒子能夠使得抗菌紙的抗菌涂料層保持優(yōu)良的孔隙率，而優(yōu)良的孔隙率能夠帶給所述抗菌紙良好的印刷性能。因此，本發(fā)明所提供的所述抗菌紙不但具有良好的抗菌性能，還具有良好的印刷性能。


圖廣圖3是第一組實驗所制得的含有二氧化鈦粒子的抗菌涂料所形成的抗菌涂料層的外表面及橫截面電鏡照片，其中，圖1的機械攪拌速率為5000rpm，圖2的機械攪拌速率為6000rpm，圖3的機械攪拌速率為7000rpm。圖Γ圖6是第二組實驗所制得的含有二氧化鈦粒子的抗菌涂料所形成的抗菌涂料層的外表面及橫截面電鏡照片，其中，圖4的震蕩時間為3min，圖5的震蕩時間為4min，圖6的震蕩時間為5min。圖7是第三組實驗中，在機械攪拌速度為5000r/min，超聲震蕩時間為3min的條件下所制得的含有二氧化鈦粒子的抗菌涂料所形成的抗菌涂料層的外表面及橫截面電鏡照片。
具體實施例方式本發(fā)明實施方式提供了一種抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟:
(一)配制包含有二氧化鈦顆粒與分散劑的混合液；
在本實施方式中，所述混合液是采用先在堿性條件配制分散劑溶液，之后再向分散劑溶液中添加二氧化鈦顆粒的方式來配制所述混合液，具體如下:
Ca)以水為溶劑、以聚丙烯酸鈉(PAAS)為溶質(zhì)來配制所述分散劑溶液，具體步驟為:首先，向水中加入堿性物質(zhì)以調(diào)節(jié)水的PH值保持在9 10，之后，在攪拌的條件下向所述水中添加聚丙烯酸鈉分散劑以配制分散劑溶液；
可以理解的，在本發(fā)明中，所述分散劑的種類并不限于聚丙烯酸鈉，其還可以是十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、六偏磷酸鈉(SHMP)、聚乙二醇-2000 (PEG)以及聚甲基丙烯酸(PMAA)等本領(lǐng)域所常用的分散劑?？梢岳斫獾模诒景l(fā)明中，向水中加入的堿性物質(zhì)包括氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性物質(zhì)。(b)向所述分散劑溶液中添加二氧化鈦顆粒以形成混合液； 在本發(fā)明中，所述二氧化鈦顆粒是直接從市面上采購的二氧化鈦成品，其可以是未經(jīng)過納米工藝處理的普通二氧化鈦產(chǎn)品，也可以是經(jīng)過納米工藝處理的二氧化鈦產(chǎn)品。在本實施方式中，所述二氧化鈦是經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦產(chǎn)品。
需要說明的是，此步驟中所使用的經(jīng)過納米工藝處理的二氧化鈦產(chǎn)品是從供應(yīng)商處購買來的作為商品銷售的經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦產(chǎn)品，但是，正如背景技術(shù)中所描述的，市面上銷售的經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦在存儲、運送等物流環(huán)節(jié)不可避免的會出現(xiàn)團聚結(jié)塊現(xiàn)象，因此，雖然造紙廠商購買的是經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦，但是實際上，在造紙廠商進行使用時，所述經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦的粒徑已經(jīng)變得較大，通常情況下，造紙廠商在使用時，經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦的粒徑基本處于IOOOnm以上，已經(jīng)不是真正意義上的經(jīng)過納米工藝處理后得到的納米級粒子了?？梢岳斫獾?，在本實施方式中，所述混合液體系的PH值以擴10的范圍為最佳，但并不嚴(yán)格局限于上述范圍，在以不對后續(xù)得到的抗菌涂料的整體性能產(chǎn)生較大影響的前提下，可以根據(jù)現(xiàn)場狀況對混合液體系的PH值進行適當(dāng)調(diào)節(jié)。需要說明的是，本發(fā)明中，所述包含有分散劑與二氧化鈦顆粒的混合液體系的酸堿程度(即PH值)并不是制備所述抗菌涂料所必須考慮的因素，本實施方式中之所以采用在堿性條件下配制所述混合液，其主要原因是目前所使用的造紙用涂料的主流體系為堿性環(huán)境，為了避免包含有分散劑與二氧化鈦顆粒的混合液體系的酸堿度影響到后續(xù)使用的堿性涂料的性能，本實施方式才采用在堿性條件下來配制所述混合液以避免混合液體系的PH值與后續(xù)使用的涂料的PH值不一致而對涂料的整體性能產(chǎn)生不利影響。因此，在本發(fā)明中，所述包含有二氧化鈦顆粒與分散劑的混合液的配制可以包含如下幾種情況:(I)若后續(xù)使用的涂料體系為堿性體系，則，所述混合液可以在堿性條件下進行配制，或者先在中性或者酸性條件下進行配制，然后在混合液與涂料混合之前，將混合液體系的PH值調(diào)節(jié)到堿性以與涂料體系相適應(yīng)；(2)若后續(xù)使用的涂料體系為酸性體系，貝U，所述混合液可以在酸性條件下進行配制，或者先在中性或者堿性條件下配制，然后在混合液與涂料混合之前，將混合液體系的PH值調(diào)節(jié)到酸性以與涂料體系相適應(yīng)；(3)若后續(xù)使用的涂料體系為中性體系，則，所述混合液可以直接在中性條件下配制，或者先在酸性或者堿性條件下配制，然后在混合液與涂料混合之前，將混合液體系的PH值調(diào)節(jié)到中性以與涂料體系相適應(yīng)。
`
在本發(fā)明中，在所述混合液中，所述分散劑的添加量以所要使用的二氧化鈦的添加量為標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選的，為了能夠保持二氧化鈦在后續(xù)階段具有良好的分散效果，在本實施方式中，在所述混合液中，所述分散劑的含量為二氧化鈦顆粒含量的0.39ΓΟ.5%?？梢岳斫獾模谒龌旌弦褐?，分散劑與二氧化鈦顆粒之間的比例范圍并不嚴(yán)格局限于上述范圍，在具體實施過程中，以不影響整個體系的分散效果為限，可以根據(jù)現(xiàn)場狀況對加入到所述混合液中的分散劑與二氧化鈦顆粒之間的比例進行適當(dāng)調(diào)節(jié)。可以理解的，在本發(fā)明中，在配制所述混合液的過程中，對所述分散劑與二氧化鈦顆粒的添加順序并沒有特別的限制，除上述配制方式之外，還可以采用先向水中加入二氧化鈦然后再加入分散劑的方式來配制所述混合液，或者采用將二氧化鈦與分散劑同時加入水中的方式來配制所述混合液。(二)對所述混合液進行機械攪拌以對所述混合液中的二氧化鈦顆粒進行初步碎解以形成初級二氧化鈦顆粒分散液；
在本發(fā)明中，對所述混合液進行機械攪拌的主要目的是對分散在所述混合液中的二氧化鈦顆粒進行初步碎解以降低所述混合液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑。
在本實施方式中，使用攪拌槳來對所述混合液進行機械攪拌，所述攪拌槳的轉(zhuǎn)速為500(Γ7000轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時間為3(Γ60分鐘。可以理解的，在本發(fā)明中，對所述混合液進行機械攪拌的轉(zhuǎn)速及攪拌時間并不限于本實施方式所限定的上述范圍，對所述混合液進行機械攪拌的轉(zhuǎn)速及攪拌時間可以根據(jù)所使用的二氧化鈦原料的粒徑大小進行適當(dāng)調(diào)整。例如，當(dāng)使用的是未經(jīng)過納米工藝處理的具有較大粒徑的普通二氧化鈦產(chǎn)品，此時，就需要較高的機械攪拌轉(zhuǎn)速以及較長的攪拌時間，以盡可能降低所述混合液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑，而當(dāng)使用的二氧化鈦產(chǎn)品的粒徑較小時，此時可以適當(dāng)?shù)慕档蜋C械攪拌的轉(zhuǎn)速以及較少攪拌的時間，以在降低所述混合液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑的同時達到節(jié)能減排的目的。(三)對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩以形成平均粒徑在200nm以下的納米二氧化鈦粒子分散液；
在本發(fā)明中，對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩的目的是對所述初級二氧化鈦顆粒分散液中的二氧化鈦顆粒進行二次碎解，以得到粒徑在200nm以下的納米二氧化鈦粒子。在本實施方式中，對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩的超聲波的功率為500W，頻率為1(Γ100ΚΗΖ，振蕩時間為3 5分鐘?？梢岳斫獾模瑢λ龀跫壎趸侇w粒分散液進行超聲震蕩的超聲波的功率、頻率及振蕩時間都可以根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況進行調(diào)整，只要能夠得到粒徑在200nm以下的納米二氧化鈦粒子即可。在本發(fā)明中，之所以要先利用機械攪拌對二氧化鈦顆粒進行初次碎解，之后再利用超聲震蕩對二氧化鈦顆粒進行二次碎解，主要的原因是:在二氧化鈦顆粒較大時，利用機械碎解能夠快速有效的降低二氧化鈦顆粒的平均粒徑，但是，當(dāng)二氧化鈦顆粒的平均粒徑降低到大約SOOnm后，機械攪拌對二氧化鈦顆粒的剪切作用已經(jīng)不大，從而無法對二氧化鈦顆粒進行進一步的碎解，此時，再利用超聲震蕩對經(jīng)過機械碎解后的二氧化鈦顆粒進行二次碎解，就能夠進一步的降低二氧化鈦顆粒的粒徑，從而使二氧化鈦顆粒的粒徑能夠達到200nm以下。相對于單純使用超聲震蕩來對二氧化鈦顆粒進行碎解的方式相比，本發(fā)明利用機械攪拌碎解與超聲震蕩碎解相結(jié)合的方式具有如下優(yōu)點:首先，相對于超聲震蕩來講，機械攪拌的能耗會較低，這樣，在二氧化鈦粒徑較大的情況下，如果單純利用超聲震蕩對二氧化鈦顆粒進行碎解會消耗大量的能量，從而使得造紙成本顯著上升，而先利用機械攪拌碎解來將大粒徑的二氧化鈦顆粒碎解為小粒徑的二氧化鈦顆粒，之后再利用超聲震蕩將小粒徑的二氧化鈦顆粒碎解為納米級的二氧化鈦顆粒,能夠有效的降低碎解能耗,從而節(jié)省成本；其次，由于超聲震蕩主要是利用超聲空化作用產(chǎn)生的沖擊波來使二氧化鈦顆粒相互劇烈碰撞以達到碎解的目的，然而，在二氧化鈦顆粒的粒徑較大的情況下，超聲空化作用產(chǎn)生的沖擊波對二氧化鈦顆粒的沖擊力影響有限，不能夠?qū)Υ罅降亩趸侇w粒進行有效碎解，無法使二氧化鈦顆粒的平均粒徑達到能夠良好發(fā)揮抗菌效果的納米級別，進而影響抗菌涂料的抗菌效果，而采用機械攪拌碎解與超聲震蕩碎解相結(jié)合的方式，利用機械碎解來將大粒徑的二氧化鈦顆粒碎解為小粒徑的二氧化鈦顆粒，之后再利用超聲震蕩來對小粒徑的二氧化鈦顆粒進行進一步碎解，這樣就能夠充分發(fā) 揮超聲空化作用產(chǎn)生的沖擊波的作用，以得到納米二氧化鈦粒子分散液。(四)將所述納米二氧化鈦粒子分散液與涂料進行混合以形成均勻分散有納米二氧化鈦粒子的抗菌涂料，在所述抗菌涂料中，所述納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。經(jīng)過上述機械攪拌及超聲震蕩的碎解作用之后，在體系中所含有的分散劑的幫助下，在所得到的納米二氧化鈦粒子分散液中，所述納米二氧化鈦粒子能夠以微小粒子的形式穩(wěn)定的懸浮在溶液當(dāng)中。此時，將所述納米二氧化鈦粒子分散液與涂料進行混合之后，涂料中所含有的碳酸鈣等大顆粒物質(zhì)能夠在相鄰兩個納米二氧化鈦粒子之間形成空間位阻來阻止納米二氧化鈦的繼續(xù)團聚，從而得到一種均勻分散有納米二氧化鈦粒子的抗菌涂料?？梢岳斫獾氖牵颂幍耐苛蠟樵旒埿袠I(yè)所常規(guī)使用的涂料，涂料的類型及用量可以根據(jù)不同的紙張產(chǎn)品的實際需求進行設(shè)定。另外，涂料跟納米二氧化鈦分散液的添加比例也是可以根據(jù)產(chǎn)品實際需要進行調(diào)整。優(yōu)選的，在本實施方式中，在所述抗菌涂料中，所述納米二氧化鈦粒子的含量范圍為5% 15%。本發(fā)明還提供了一種抗菌紙的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟:提供紙基體；依照如上所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備抗菌涂料；利用所述抗菌涂料在所述紙基體的至少一個表面上形成抗菌涂層。在本實施方式中，所述紙基體為多層紙，其包括面層、芯層和底層，其中所述抗菌涂層形成在所述面層的外表面上?？梢岳斫獾?，根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計，所述抗菌涂層還可以形成在所述底層的外表面上或者在所述面層及底層的外表面上均形成有所述抗菌涂層?？梢岳斫獾?，在本發(fā)明中，根據(jù)產(chǎn)品的種類不同，所述紙基體的層數(shù)并沒有特殊的限定，其可以是單層紙、雙層紙或者多層紙。本發(fā)明還提供了一種抗菌紙，其包括紙基體，在所述紙基體的至少一個表面上形成有抗菌涂層，所述抗菌涂層由如上所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備的抗菌涂料所形成?？梢岳斫獾?，在本發(fā)明中，根據(jù)所使用的紙基體的克重的不同，所述抗菌紙可以是抗菌紙板，也可以是其他類型的紙產(chǎn)品，比如文化用紙，包裝用紙，工業(yè)用紙等，當(dāng)然，所述抗菌紙的層數(shù)也并沒有特殊的限定，其可以是單層紙、雙層紙或者多層紙。在所述抗菌紙的抗菌涂層中,所述納米二氧化鈦粒子的粒徑小于等于200nm。進一步的，在所述抗菌紙的抗菌涂層中，所述納米二氧化鈦粒子的粒徑范圍為30 200nmo在所述抗菌紙中，所述抗菌涂層的抗細(xì)菌率大于等于99%。在所述抗菌紙的抗菌涂層中，所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。在所述抗菌紙的抗菌涂層中，所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量范圍為5% 15%。可以理解的，在本發(fā)明中，在所述抗菌紙的抗菌涂層中，所述納米二氧化鈦粒子的含量、抗菌涂層的抗細(xì)菌率以及抗菌涂層的油墨吸收性％并不限于上述范圍，根據(jù)所述抗菌涂料的生產(chǎn)工藝條件的調(diào)整，所述抗菌紙的抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量、抗菌涂層的抗細(xì)菌率以及抗菌涂層的油墨吸收性％也會有所調(diào)整。在本發(fā)明所提供的所述抗菌紙中，由于其所使用的抗菌涂料是利用本發(fā)明所提供的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備而成的，因此:一方面，由于抗菌涂料中的二氧化鈦粒子的平均粒徑在200nm以下，可以使得納米二氧化鈦的抗菌性能得到充分的發(fā)揮，從而賦予了所述抗菌紙良好的抗菌性能；另一方面，因為涂料大分子的位阻效應(yīng)使納米二氧化鈦粒子能夠均勻分布，這些均勻分布的二氧化鈦粒子能夠使得抗菌紙的抗菌涂料層保持優(yōu)良的孔隙率，而優(yōu)良的孔隙率能夠帶給所述抗菌紙良好的印刷性能。因此，本發(fā)明所提供的所述抗菌紙不但具有良好的抗菌性能，還具有良好的印刷性能。為了進一步驗證本發(fā)明所提供的所述抗菌紙的抗菌性能以及印刷性能，以生產(chǎn)抗菌紙板為例分別作了如下三組對比實驗，其中，第一組及第二組為現(xiàn)有工藝，第三組為本發(fā)明，在上述三組實驗中，除了對市售的二氧化鈦產(chǎn)品進行碎解分散的方式不同之外，其它的藥品使用以及實驗工藝條件均不變，具體如下。對比試驗
第一組實驗:只采用機械攪拌的方式來對市售的二氧化鈦產(chǎn)品進行碎解分散以制備抗菌涂料，之后利用制得的抗菌涂料在紙基體外表面形成抗菌涂層以制備抗菌紙，具體步驟包括:
(1)、通過碎解、篩選、凈化、浮選、熱分散、漂白以及磨漿處理制備出面層、襯層、芯層和底層所需的漿料；
(2)、制備出涂布層所需的涂料；
(3)、在有分散劑存在的環(huán)境下，利用機械攪拌的方式制備二氧化鈦顆粒分散液，具體制備過程為:
(a)、在攪拌機中加入水，并在水中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)水的PH值為9，然后對水進行攪拌，同時往水中加入分散劑，控制分散劑的含量為二氧化鈦顆粒含量的0.3%，并以500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻，以配制分散劑溶液；
(b)、向上述分散劑溶液中加入市售的經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦顆粒，控制二氧化鈦顆粒在所述分散劑溶液中的固含量為20%，以得到混合液；
(c)對所述混合液進行機械攪拌以得到二氧化鈦顆粒分散液，在此步驟中，取三份等質(zhì)量的混合液并以5000r/min、6000r/min及7000r/min的攪拌速度下分別對上述三份混合液攪拌30min，以得到三份二氧化鈦顆粒分散液，對在不同攪拌速度下得到的所述三份二氧化鈦顆粒分散液取樣以測試上述三種分散液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑，具體如表I所示；
(4)、按照二氧化鈦粒子占抗菌涂料總質(zhì)量5%的條件，將在不同攪拌速度下得到的所述三份二氧化鈦顆粒分散液分別與涂料均勻混合以形成三份等量的抗菌涂料；
(5)、將用于制備各紙漿層的漿料用流送系統(tǒng)送至紙機進行抄造成型，制備出相互獨立的面層、襯層、芯層和底層；
(6)、將各紙漿層之間進行壓榨脫水復(fù)合形成紙板，并對紙板進行干燥處理；
(7)取上述三塊紙板 ，將上述三份抗菌涂料分別涂布在不同的紙板面層上以形成抗菌涂料層，分別對所述三塊紙板的抗菌涂料層的外表面、橫截面拍攝電鏡照片，以觀察二氧化鈦顆粒在抗菌涂料層中的分布情況，具體如圖Γ圖3。
第二組實驗:只采用超聲震蕩的方式來對市售的二氧化鈦產(chǎn)品進行碎解分散以制備抗菌涂料，之后利用制得的抗菌涂料在紙基體外表面形成抗菌涂層以制備抗菌紙，具體步驟包括:
(1)、通過碎解、篩選、凈化、浮選、熱分散、漂白以及磨漿處理制備出面層、襯層、芯層和底層所需的漿料；
(2)、制備出涂布層所需的涂料；
(3)、在有分散劑存在的環(huán)境下，利用超聲震蕩的方式制備二氧化鈦顆粒分散液，具體制備過程為:
(a)、在攪拌機中加入水，并在水中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)水的PH值為9，然后對水進行攪拌，同時往水中加入分散劑，控制分散劑的含量為二氧化鈦顆粒含量的0.3%，并以500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻，以配制分散劑溶液；
(b)、向上述分散劑溶液中加入市售的經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦顆粒，控制二氧化鈦顆粒在所述分散劑溶液中的固含量為20%，以得到混合液；
(C)、對所述混合液進行超聲震蕩以得到二氧化鈦顆粒分散液，在此步驟中，取三份等質(zhì)量的混合液，在超聲波的功率為500w、頻率為20KHZ的條件下，分別設(shè)定震蕩時間為3min、4min、5min來對所述三份混合液進行超聲震蕩，以得到三份二氧化鈦顆粒分散液，對在不同震蕩時間下得到的所述三份二氧化鈦顆粒分散液取樣以測試上述三種分散液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑，具體如表I所示；
(4)、按照二氧化鈦粒子占抗菌涂料總質(zhì)量5%的條件，將在不同震蕩時間下得到的所述三份二氧化鈦顆粒分散液分別與涂料均勻混合以形成三份等量的抗菌涂料；
(5)、將用于制備各紙漿層的漿料用流送系統(tǒng)送至紙機進行抄造成型，制備出相互獨立的面層、襯層、芯層和底層；
(6)、將各紙漿層之間進行壓榨脫水復(fù)合形成紙板，并對紙板進行干燥處理；
(7)、取上述三塊紙板，將上述三份抗菌涂料分別涂布在不同的紙板面層上以形成抗菌涂料層，分別對所述三塊紙板的抗菌涂料層的外表面、橫截面拍攝電鏡照片，以觀察二氧化鈦顆粒在抗菌涂料層中的分布情況，具體如圖4飛。第三組實驗:依照本發(fā)明所提供的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，先利用機械攪拌對市售的二氧化鈦產(chǎn)品進行初步碎解分散，之后再利用超聲震蕩的方式對二氧化鈦粒子進行二次碎解分散來制備抗菌涂料，之后利用所制得的抗菌涂料在紙基體外表面形成抗菌涂層以制備抗菌紙，具體步驟包括:
(1)、通過碎解、篩選、凈化、浮選、熱分散、漂白以及磨漿處理制備出面層、襯層、芯層和底層所需的漿料；
(2)、制備出涂布層所需的涂料；
(3)、加工納米二氧化鈦分散液:
(a)、在攪拌機中加入水，并在水中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)水的PH值為9，然后對水進行攪拌，同時往水中加入分散劑，控制分散劑的含量為二氧化鈦顆粒含量的0.3%，并以500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌均勻，以配制分散劑溶液；
(b)、向上述分散劑溶液中加入市售的經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦顆粒，控制二氧化鈦顆粒在所述分散劑溶液中的固含量為20%，以得到混合液；(C)、首先，上述混合液進行機械攪拌以對分散在所述混合液中的二氧化鈦顆粒進行初步碎解，得到初級二氧化鈦顆粒分散液，其次，對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩以對所述初級二氧化鈦顆粒分散液中的二氧化鈦顆粒進行二次碎解，得到納米二氧化鈦粒子分散液，在此步驟中，機械攪拌的時間與第一組實驗保持一致，為30min，超聲波的功率、頻率與第二組實驗保持一致，為500w、20KHZ，在上述前提下，分別取三份等質(zhì)量的混合液，分別以攪拌速度5000r/min+超聲震蕩3min、攪拌速度6000r/min+超聲震蕩4min、攪拌速度7000r/min+超聲震蕩5min三種處理條件對所述三份混合液進行分散處理，得到三份納米二氧化鈦粒子分散液，對此三份納米二氧化鈦顆粒分散液取樣以測試上述三種分散液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑，具體如表I所示；
(4)、按照二氧化鈦粒子占抗菌涂料總質(zhì)量5%的條件，將在不同處理條件下得到的所述三份納米二氧化鈦粒子分散液分別與涂料均勻混合以形成三份等量的抗菌涂料；
(5)、將用于制備各紙漿層的漿料用流送系統(tǒng)送至紙機進行抄造成型，制備出相互獨立的面層、襯層、芯層和底層；
(6)、將各紙漿層之間進行壓榨脫水復(fù)合形成紙板，并對紙板進行干燥處理；
(7)、取上述紙板，將在機械攪拌速度為5000r/min，超聲震蕩時間為3min的條件下所制得的含有二氧化鈦粒子的抗菌涂料涂布在上述紙板的面層上以形成抗菌涂料層，對所述紙板的抗菌涂料層的外表面、橫截面拍攝電鏡照片，以觀察二氧化鈦顆粒在抗菌涂料層中的分布情況，具體如圖7。實驗結(jié)果
一、不同分散方式下得到分散液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑分布情況表I為上述三組實驗中所制備的二氧化鈦分散液中的二氧化鈦顆粒的平均粒徑與市售的經(jīng)過納米工藝處理后的二氧化鈦商品的到廠實際平均粒徑的具體對比情況:
權(quán)利要求
1.一種抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟: 配制包含有二氧化鈦顆粒與分散劑的混合液； 對所述混合液進行機械攪拌以對所述混合液中的二氧化鈦顆粒進行初步碎解以形成初級二氧化鈦顆粒分散液； 對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩以形成平均粒徑小于等于200nm的納米二氧化鈦粒子分散液；以及 將所述納米二氧化鈦粒子分散液與涂料進行混合以形成均勻分散有納米二氧化鈦粒子的抗菌涂料，在所述抗菌涂料中，所述納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。
2.如權(quán)利要求1所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其特征在于:利用機械攪拌對所述混合液中的二氧化鈦顆粒進行初步碎解時，機械攪拌的攪拌轉(zhuǎn)速為500(T7000r/min、攪拌時間為 30 60min。
3.如權(quán)利要求1所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其特征在于:對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩以形成納米二氧化鈦粒子分散液的過程中，超聲波的功率為500w、頻率為1(Γ100ΚΗΖ、震蕩時間為3 5min。
4.如權(quán)利要求1所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述抗菌涂料中，所述納米二氧化鈦粒子的含量范圍為59Tl5%。
5.如權(quán)利要求1所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述混合液中，分散劑的含量為二氧化鈦顆粒含量的0.39ΓΟ.5%。
6.如權(quán)利要求1所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述納米二氧化鈦粒子分散液與涂料進行混合之 前，還進一步包括調(diào)節(jié)所述納米二氧化鈦粒子分散液的PH值以使其與所述涂料體系的PH值保持一致的步驟。
7.一種抗菌紙的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟: 提供紙基體； 依照如權(quán)利要求1至6任一項所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備抗菌涂料；以及 利用所述抗菌涂料在所述紙基體的至少一個表面上形成抗菌涂層。
8.如權(quán)利要求7所述的抗菌紙生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述紙基體包括面層、芯層以及底層，其中，所述抗菌涂層形成在所述紙基體的面層及/或底層上。
9.一種抗菌紙，其包括紙基體，其特征在于:在所述紙基體的至少一個外表面上形成有抗菌涂層，所述抗菌涂層由如權(quán)利要求1至6任一項所述的抗菌涂料的生產(chǎn)工藝制備的抗菌涂料所形成。
10.如權(quán)利要求9所述的抗菌紙，其特征在于:所述抗菌涂層的所述抗菌涂層的抗細(xì)菌率大于等于99%。
11.一種抗菌紙，其包括紙基體，其特征在于:在所述紙基體的至少一個外表面上形成有抗菌涂層，所述抗菌涂層內(nèi)包含有均勻分布的納米二氧化鈦粒子，所述納米二氧化鈦粒子的平均粒徑小于等于200nm,所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。
12.如權(quán)利要求11所述的抗菌紙，其特征在于:所述抗菌涂層的抗細(xì)菌率大于等于99%。
13.如權(quán)利要求11所述的抗菌紙，其特征在于:所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量范圍為5°/Γ 5%。
14.一種抗菌紙，其包括紙基體，其特征在于:在所述紙基體的至少一個外表面上形成有抗菌涂層，所述抗菌涂層內(nèi)包含有均勻分布的納米二氧化鈦粒子，所述抗菌涂層的抗細(xì)菌率大于等于99%。
15.如權(quán)利要求14所述的抗菌紙,其特征在于:所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的平均粒徑小于等于200nm。
16.如權(quán)利要求14所述的抗菌紙,其特征在于:所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。
17.如權(quán)利要求14所述的抗菌紙,其特征在于:所述抗菌涂層中的納米二氧化鈦粒子的含量范圍為5%~15%。 ·
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗菌涂料的生產(chǎn)工藝，其包括如下步驟配制包含有二氧化鈦顆粒與分散劑的混合液；對所述混合液進行機械攪拌以對所述混合液中的二氧化鈦顆粒進行初步碎解以形成初級二氧化鈦顆粒分散液；對所述初級二氧化鈦顆粒分散液進行超聲震蕩以形成平均粒徑小于等于200nm的納米二氧化鈦粒子分散液；以及將所述納米二氧化鈦粒子分散液與涂料進行混合以形成均勻分散有納米二氧化鈦粒子的抗菌涂料，在所述抗菌涂料中，所述納米二氧化鈦粒子的含量大于等于5%。依據(jù)上述生產(chǎn)工藝所制得的抗菌涂料中所含的二氧化鈦顆粒的粒徑小且分布均勻。本發(fā)明還涉及抗菌紙生產(chǎn)工藝及抗菌紙。
文檔編號D21H21/36GK103194935SQ2013101079
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者白樹華, 王俊明, 全吉平, 冉夢懷, 賀偉 申請人:寧波亞洲漿紙業(yè)有限公司