一種高強(qiáng)度特種紙及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于造紙領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度特種紙及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 特種紙是相對于普通紙而言的一類具有特殊用途的紙張的統(tǒng)稱。特種紙已廣泛用 于輕工、紡織、食品、水利、電力、電信、交通和建筑等行業(yè)，其種類有醫(yī)療器械包裝紙、嘴棒 成型紙、電池隔膜紙、空氣過濾紙、汽車用紙板、揚(yáng)聲器專用紙、包裝紙板、液體過濾紙板、水 溶紙、果袋紙、培草紙、地膜紙等。普通紙的原料多為植物纖維，特種紙的原料除了植物纖維 以外，還配有合成纖維等原料來彌補(bǔ)天然纖維的某些弱點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐美及日本等發(fā)達(dá)國家 30~50%的合成纖維用于造紙，而我國用于造紙的合成纖維僅為5~8%。
[0003] 合成纖維在作為造紙?jiān)蠎?yīng)用時(shí)，由于其表面比較光滑，對水的浸潤性較差，表面 活性較低，纖維之間難以形成理想的結(jié)合。將合成纖維和其他纖維原料混合進(jìn)行抄紙時(shí)，在 成形過程中往往存在著纖維難以均勻分散，紙頁纖維之間結(jié)合強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，這大大限制 了合成纖維在紙張抄造中的應(yīng)用以及性能發(fā)揮。實(shí)現(xiàn)合成纖維在特種紙中的有效利用具有 廣闊的市場空間。
[0004] CN101280533A公開了一種低定量紙張的制備方法，其是將水溶性PVA合成纖維進(jìn) 行預(yù)潤脹處理，然后將植物纖維用打漿機(jī)進(jìn)行疏解;將預(yù)處理后的合成纖維漿料和打漿后 的植物纖維漿料混合后在PEI磨中進(jìn)行打漿處理，最后加入聚氧化乙烯分散劑，抄造成紙。 經(jīng)過上述方法得到的紙張，紙張的勻度、抄造性能和物理強(qiáng)度得到提高。
[0005] CN101377063A公開了一種造紙用增強(qiáng)纖維及其制備方法、以及含有該纖維的紙制 品。該增強(qiáng)纖維是對包含以下組成的原料進(jìn)行紡絲而得到的纖維：聚乙烯醇80~ 99.95的％，改性劑0.05的~20的％ ;其中，所述改性劑包括聚酰胺類、纖維素類、聚胺類和 季銨鹽類高分子聚合物中的一種或幾種。該增強(qiáng)纖維通過增加 PVA纖維中的活性官能團(tuán)，提 高潤濕性，提高PVA纖維與其他纖維的結(jié)合力，從而提高成紙的強(qiáng)度。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)中，提高成紙強(qiáng)度的方法較為復(fù)雜，成本較高，且紙張的成紙強(qiáng)度提高有 限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度特種紙，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中，特種紙紙張強(qiáng)度 低的問題。
[0008] 本發(fā)明的第二個目的是提供上述高強(qiáng)度特種紙的制備方法。、
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0010] 一種高強(qiáng)度特種紙，主要由以下質(zhì)量百分比的組分組成:植物纖維60~90%，水溶 性聚乙烯醇纖維5~20%，高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維5~20%。
[0011] 所述植物纖維為針葉木漿纖維。
[0012] 所述水溶性聚乙烯醇纖維的纖度為1.45~1.55dtex，長度為4~6mm。水溶溫度為 70 ~90°C〇
[0013] 所述高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維是斷裂強(qiáng)度2 lO.OcN/dex，楊氏模量2 16〇CN/dex的 聚乙稀醇纖維。所述高強(qiáng)高模聚乙稀醇纖維的纖度為1.45~1.55dtex，長度為4~6mm。
[0014] 水溶性聚乙烯醇(PVA)纖維是維綸差別化纖維品種之一，不僅具有理想的水溶溫 度和強(qiáng)度、伸度，有良好的耐酸、耐堿、耐干熱性能，而且溶于水后無味、無毒，水溶液呈無色 透明狀，在較短的時(shí)間內(nèi)能自然分解，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。水溶性PVA纖維的制造方法有水 系濕法紡絲、有機(jī)溶劑系濕法紡絲、干法紡絲、增塑熔融紡絲、溶劑濕法冷卻凝膠紡絲等。
[0015] 纖維的強(qiáng)度主要取決于纖維界面上大分子鏈數(shù)目、化學(xué)鍵能和鏈伸展的均勻性。 常規(guī)PVA纖維在制造過程中未延伸纖維的微結(jié)構(gòu)在纖維中呈現(xiàn)堆積層，各層內(nèi)的長分子鏈 被密密地折疊起來，因此，常規(guī)PVA纖維的強(qiáng)度和模量都比較低。高強(qiáng)高模聚乙烯醇(PVA)纖 維是將堆積層完全解開，通過一定的拉伸，消除折疊分子鏈并使之充分結(jié)晶，來提高纖維的 強(qiáng)度和模量。高強(qiáng)高模PVA纖維的制造方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，具體有濕法加硼紡絲法、干濕法 紡絲、凝膠紡絲法、相分離紡絲、交聯(lián)紡絲法等。
[0016] 優(yōu)選的，高強(qiáng)高模PVA纖維通過濕法加硼紡絲法制造而成，其是在PVA溶液中加入 硼酸作為交聯(lián)劑，使紡絲原液形成交聯(lián)凝膠結(jié)構(gòu)，然后通過噴絲孔進(jìn)入堿性凝固浴中時(shí)，絲 條出現(xiàn)凝膠化，通過濕拉伸、酸中和、濕熱拉伸、水洗，解除交聯(lián)結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行高倍熱拉伸定 性，得到高取向和高結(jié)晶的高強(qiáng)高模PVA纖維。
[0017] 本發(fā)明通過水溶性PVA纖維和高強(qiáng)高模PVA纖維聯(lián)合抄造生產(chǎn)高強(qiáng)度特種紙，高強(qiáng) 高模PVA纖維具有較高的強(qiáng)度和模量，對水的親和性好;水溶性PVA纖維具有良好的粘結(jié)作 用，同時(shí)能與紙漿纖維形成氫鍵結(jié)合力，提高紙漿纖維的留著率;各組分共同作用使特種紙 具有良好的抄造性能，紙張的強(qiáng)度得到進(jìn)一步提高。
[0018] 上述高強(qiáng)度特種紙的制備方法，包括以下步驟：
[0019] 1)將水溶性聚乙烯醇纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維進(jìn)行打漿，得到混合漿料;將植 物纖維進(jìn)行打漿，得到植物纖維漿料；
[0020] 2)將步驟1)所得混合漿料和植物纖維漿料混合后進(jìn)行打漿，抄造，即得。
[0021] 所述水溶性聚乙烯醇纖維的纖度為1.45~1.55dtex，長度為4~6mm;干斷裂強(qiáng)度 2 3.5cN/dex，干斷裂伸長率為20 %~35 % ;水溶溫度為70~90°C。
[0022]所述高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維的纖度為1.45~1.55dtex，長度為4~6mm;斷裂強(qiáng)度 > 10.0cN/dex，楊氏模量 2 160cN/dex，伸長率 < 15%。
[0023]步驟1)中，水溶性聚乙烯醇纖維、高強(qiáng)高模聚乙烯醇纖維打漿前加入分散劑，加入 量為成紙總質(zhì)量的0.2~0.4%。所述分散劑為聚氧化乙烯(ΡΕ0)。
[0024] 植物纖維的打漿過程中，先將植物纖維打漿切斷，控制打漿度為30° SR~40° SR，濕 重為8~15g，得到粗漿料;粗漿料濃縮后再進(jìn)行打漿。
[0025] 混合漿料的打漿過程中，水溫為30~60°C，打漿時(shí)間為40~60min;植物纖維漿料 的打漿過程中，打漿質(zhì)量濃度為8~10%，打漿度為55° SR~65° SR。
[0026] 步驟2)中，所述打漿的質(zhì)量濃度為5~10%，打漿度為60° SR~70° SR，濕重為8~ 15g。所述抄造過程中，干燥的溫度為60~105°C。
[0027]本發(fā)明提供的高強(qiáng)度特種紙的制備方法，通過對水溶性PVA纖維、高強(qiáng)高模PVA纖 維進(jìn)行打漿，再和植物纖維漿料混合后進(jìn)行打漿，提高了纖維的分散能力，有助于增強(qiáng)纖維 間的結(jié)合力，提高紙張的勻度和抄造性能；該制備方法工藝簡單，所得紙張強(qiáng)度高，適合大 規(guī)模推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。水溶性PVA纖維、高強(qiáng)高模PVA纖維 均為市售商品，水溶性PVA纖維的技術(shù)指標(biāo)如表1所不，尚強(qiáng)尚I^PVA纖維的技術(shù)指標(biāo)如表2 所示。
[0029] 表1水溶性PVA纖維的技術(shù)指標(biāo)
[0031]表2高強(qiáng)高模PVA纖維的技術(shù)指標(biāo)
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 本實(shí)施例的高強(qiáng)度特種紙，主要由以下重量百分比的組分組成：針葉木漿纖維 70 %，水溶性PVA纖維15 %，高強(qiáng)高模PVA纖維15 %。
[0035] 本實(shí)施例的高強(qiáng)度特種紙的制備方法，包括以下步驟：
[0036] 1)將長度為6mm、水溶溫度為80°C的水溶性PVA纖維和長度為6mm的高強(qiáng)高