一种溶剂法植物纤维生活用纸及其制备方法与流程

1.本技术涉及一种溶剂法植物纤维生活用纸及其制备方法，属于造纸技术领域。


背景技术：

2.生活用纸作为一种必需的消费品，其原材料与品种也逐渐扩展。品种由最初的卫生纸，到目前高端系列的婴幼儿用纸、乳霜纸等，生活用纸目前对性能和品质的要求正日渐提高。
3.中国专利201310498141.6提出了使用阔叶木化学浆、针叶木化学浆以及高得率浆，使用多层复合方式生产生活用纸的工艺，拓展了生活用纸原材料领域。中国专利201680056975.3提出使用阔叶木和针叶木牛皮浆，通过添加脂肪酸酯系化合物和脂肪酸酰胺系化合物得到了手感柔软的生活用纸。中国专利202210091099.5利用本色化学木浆、本色芦苇浆及pet纤维，配合各类造纸化学品生产的到了环保的卫生厕纸，强度得到有效提高。
4.目前生活用纸领域内主流技术均为使用漂白、本色化学木浆或化学草浆，偶尔可见添加粘胶纤维及其他复合纤维的做法，原材料来源有限，且近年来价格居高不下，造纸成本高。传统碱法及酸法制浆工艺得到的浆料，会含有部分重金属离子，安全性较低，另外传统造纸松厚度和手感一般。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，提供了一种溶剂法植物纤维生活用纸及其制备方法，本技术配制的浆料相比传统碱法及酸法制浆工艺得到的浆料，完全不含有重金属离子且其他金属离子含量更低，安全性更高，更适用于生产生活用纸，同时其半纤维素及木素含量较传统化学浆更低，配合使用高浓磨浆工艺，使成纸松厚度较高，手感更好，大幅提升产品品质。
6.根据本技术的一个方面，提供了一种溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)溶剂法纤维素预处理：采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素是由包含有机酸、醇或酯中的任一溶剂制备得到；
8.(2)针叶、阔叶化学浆预处理：针叶化学浆采用两段组合磨浆，阔叶化学浆使用高浓磨浆机进行磨浆；
9.(3)配浆：按照重量百分比计，针叶化学浆10-20％，阔叶化学浆0-20％，溶剂法纤维素70-90％，配浆完成后加入湿强剂或湿强剂和柔软剂的组合，混合均匀后进行抄造；
10.(4)脱水干燥：造纸机抄造完成的湿纸页进行脱水，随后进行干燥；
11.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱的纸页经卷取后即得所述溶剂法植物纤维生活用纸。
12.具体地，溶剂法纤维素的制备方法包括以下步骤：将木片、竹片、秸秆混合后加，使用醇类(包括但不限于甲醇、乙醇、丁二醇、丙二醇)、或有机酸(包括但不限于甲酸、乙酸)、
或酯类(包括但不限于乙酸乙酯)水溶液在50-200℃下蒸煮30-120min，洗浆后使用漂白剂(包括但不限于双氧水、臭氧、二氧化氯)进行单段或多段组合漂白后即得。
13.具体地，醇类溶剂法纤维素的制备方法包括以下步骤：将木片、竹片、秸秆混合后加水和质量浓度为80％的1,4丁二醇水溶液在80-150℃下蒸煮20-70min，过滤后将固体部分使用双氧水进行漂白后即得。
14.具体地，有机酸溶剂法纤维素的制备方法包括以下步骤：将木片、竹片、秸秆混合后加水和质量浓度为50-90％的甲酸水溶液在60-120℃下蒸煮20-70min，过滤后将固体部分使用双氧水进行漂白后即得。
15.可选地，步骤(1)中磨浆浓度为15-25％，控制浆料叩解度35-45
°
sr。
16.可选地，步骤(2)中针叶化学浆的磨浆浓度3-4％，控制成浆叩解度25-35
°
sr；阔叶化学浆磨浆浓度15-25％，控制浆料叩解度20-30
°
sr。
17.可选地，步骤(3)中湿强剂的加入量为总浆料绝干质量的1-10％，柔软剂的加入量为总浆料绝干质量的0-1.5％，抄造纸页定量为10-20g/m2。
18.可选地，湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷、脲醛树脂、双醛淀粉、乙二醛聚酰胺树脂中的任意一种。
19.可选地，柔软剂为季铵盐型、有机硅型、水性聚氨酯、聚乙烯型其中的任意一种。
20.可选地，步骤(4)中湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在88％-95％。
21.优选地，烘干温度为110-160℃。
22.可选地，步骤(5)中起皱率控制在20-30％。
23.根据本技术的另一个方面，还提供了一种溶剂法植物纤维生活用纸，由上述任一方法制备得到。
24.本技术的有益效果包括但不限于：
25.1.根据本技术的溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，本技术配制的浆料相比传统碱法及酸法制浆工艺得到的浆料，完全不含有重金属离子且其他金属离子含量更低，安全性更高，更适用于生产生活用纸，同时其半纤维素及木素含量较传统化学浆更低，配合使用高浓磨浆工艺，使成纸松厚度较高，手感更好，大幅提升产品品质。
26.2.根据本技术的溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，通过采用溶剂法得到的纤维素浆液，浆内半纤维素及木素含量较低，再配合高浓磨浆，使纤维获得更好的分丝帚化，避免大量切断，在获得高强度和的同时，也能提高松厚度，改善使用手感。
27.3.根据本技术的溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，通过对阔叶化学浆进行高浓磨浆，使其纤维与纤维之间的互相揉搓而分丝帚化，有利于提高湿强度和松厚度。
28.4.根据本技术的溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，本技术利用木材、稻草、小麦秸秆、芦苇、竹子、玉米秸秆等多种原材料通过溶剂法制浆得到用于制浆造纸的原材料，原材料来源广泛，解决原材料短缺及价格较高的问题。
29.5.根据本技术的溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，通过限定溶剂法纤维素浆液、针叶化学浆和阔叶化学浆的比例，使得纸页在有足够强度的基础上，获取更好的松厚度及手感体验。针叶浆是纸页的骨架和支撑，能够提供强度基础，但其松厚度较低，硬度高，大量添加引起纸页匀度降低，纸张发硬，影响使用体验；阔叶浆则提供均匀的短纤，改善纸张
匀度，同时一定程度上兼顾强度及柔软度；溶剂法纤维素则主要提供松厚度及柔软度，三者搭配实现了强度与柔软度的平衡，加强了各浆纤维间的黏结，有利于纸张性能的提高。
30.6.根据本技术的溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，通过限定湿强剂加入量一方面有利于保证纸页的湿强度，避免湿水易破，另一方面主要保证在抄造过程中，避免湿强剂引起浆料过度絮聚，影响纸页匀度；通过限定柔软剂的，使柔软剂生效的避免对纸张强度产生破坏，可以带来更加舒适的手感，过高用量会造成纸页强度偏低。
具体实施方式
31.下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。
32.除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。本发明所使用的试剂或原料均可通过常规途径购买获得，如无特殊说明，本发明所使用的试剂或原料均按照本领域常规方式使用或者按照产品说明书使用。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。本专利中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
33.实施例采用芦苇溶剂法浆为例说明生产制备过程，采用不同配比与化学品添加量，得到成纸与市场中销售的主流化学法草浆生活用纸性能进行对比。
34.实施例1生活用纸1#
35.制备方法包括以下步骤：
36.(1)采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素为有机酸溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度20％，叩解度43
°
sr；
37.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.62％，叩解度29
°
sr；
38.(3)配浆：配浆比例85％溶剂法芦苇浆，15％漂白针叶化学浆，纸页定量16.8g/m2，湿强剂使用聚酰胺环氧氯丙烷，添加量为总浆料绝干质量的2％，不添加柔软剂，混合均匀后进行抄造；
39.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在94％；
40.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率25％，起皱的纸页经卷取后即得所述溶剂法植物纤维生活用纸1#。
41.实施例2生活用纸2#
42.制备方法包括以下步骤：
43.(1)采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素为有机醇溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度18％，叩解度40
°
sr；
44.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.53％，叩解度27
°
sr；
45.(3)配浆：配浆比例80％溶剂法芦苇浆，20％漂白针叶化学浆，纸页定量15.8g/m2，湿强剂使用脲醛树脂，添加量为总浆料绝干质量的1％，不添加柔软剂，混合均匀后进行抄造；
46.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干
燥，出烘缸时纸页干度控制在93％；
47.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率25％，起皱的纸页经卷取后即得所述溶剂法植物纤维生活用纸2#。
48.实施例3生活用纸3#
49.制备方法包括以下步骤：
50.(1)采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素为有机酸溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度22％，叩解度45
°
sr；
51.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.31％，叩解度28
°
sr；
52.(3)配浆：配浆比例90％溶剂法芦苇浆，10％漂白针叶化学浆，纸页定量16.2g/m2，湿强剂使用乙二醛聚酰胺树脂，添加量为总浆料绝干质量的1.5％，柔软剂为季铵盐型，添加量为总浆料绝干质量的0.5％，混合均匀后进行抄造；
53.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在95％；
54.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率23％，起皱的纸页经卷取后即得所述溶剂法植物纤维生活用纸3#。
55.实施例4生活用纸4#
56.制备方法包括以下步骤：
57.(1)采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素为有机醇溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度20％，叩解度44
°
sr；
58.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，阔叶化学浆高浓磨浆机进行磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.41％，叩解度28
°
sr，漂白阔叶浆磨浆浓度20％，叩解度23
°
sr；
59.(3)配浆：配浆比例70％溶剂法芦苇浆，10％漂白针叶化学浆，20％漂白阔叶化学浆，纸页定量15.7g/m2，湿强剂使用聚酰胺环氧氯丙烷型，添加量为总浆料绝干质量的2％，柔软剂为季铵盐型，添加量为总浆料绝干质量的0.5％，混合均匀后进行抄造；
60.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在94％；
61.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率23％，起皱的纸页经卷取后即得所述溶剂法植物纤维生活用纸4#。
62.对比例1对比生活用纸1#
63.制备方法包括以下步骤：
64.(1)采用双盘磨低浓磨浆，溶剂法纤维素为有机醇溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度3.5％，叩解度42
°
sr；
65.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.59％，叩解度27
°
sr；
66.(3)配浆：配浆比例90％溶剂法芦苇浆，10％漂白针叶化学浆，纸页定量15.9g/m2，湿强剂使用聚酰胺环氧氯丙烷型，添加量为总浆料绝干质量的1.5％，柔软剂为季铵盐型，添加量为总浆料绝干质量的0.5％，混合均匀后进行抄造；
67.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干
燥，出烘缸时纸页干度控制在94％；
68.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率24％，起皱的纸页经卷取后即得对比生活用纸1#。
69.对比例2对比生活用纸2#
70.制备方法包括以下步骤：
71.(1)采用双盘磨低浓磨浆，溶剂法纤维素为有机酸溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度3.9％，叩解度45
°
sr；
72.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，阔叶化学浆双盘磨低浓磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.59％，叩解度27
°
sr，漂白阔叶浆磨浆浓度3.26％，叩解度22
°
sr；
73.(3)配浆：配浆比例70％溶剂法芦苇浆，10％漂白针叶化学浆，20％漂白阔叶化学浆，纸页定量16.4g/m2，湿强剂使用聚酰胺环氧氯丙烷型，添加量为总浆料绝干质量的2％，柔软剂为季铵盐型，添加量为总浆料绝干质量的0.5％，混合均匀后进行抄造；
74.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在94％；
75.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率23％，起皱的纸页经卷取后即得对比生活用纸2#。
76.对比例3对比生活用纸3#
77.(1)采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素为有机醇溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度20％，叩解度41
°
sr；
78.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.38％，叩解度27
°
sr；
79.(3)配浆：配浆比例70％溶剂法芦苇浆，30％漂白针叶化学浆，纸页定量16.1g/m2，湿强剂使用聚酰胺环氧氯丙烷，添加量为总浆料绝干质量的1％，不添加柔软剂，混合均匀后进行抄造；
80.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在92％；
81.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率27％，起皱的纸页经卷取后即得对比生活用纸3#。
82.对比例4对比生活用纸4#
83.(1)采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素为有机酸溶剂制备的芦苇浆，磨浆浓度19％，叩解度43
°
sr；
84.(2)针叶化学浆采用两段组合磨浆，漂白针叶化学浆磨浆浓度3.61％，叩解度26
°
sr；
85.(3)配浆：配浆比例50％溶剂法芦苇浆，50％漂白针叶化学浆，纸页定量16.5g/m2，湿强剂使用聚酰胺环氧氯丙烷，添加量为总浆料绝干质量的1.5％，柔软剂为季铵盐型，添加量为总浆料绝干质量的0.5％，混合均匀后进行抄造；
86.(4)脱水干燥：湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在93％；
87.(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱率28％，起皱的纸页
经卷取后即得对比生活用纸4#。
88.实验例
89.1.性能测试
90.对上述实施例和对比例生产得到的纸页性能指标进行检测，测试按照gb t20810-2018进行检测，其中抗张指数与湿强度数值越大，代表纸页强度性能越高，柔软度数值越小，代表纸页越柔软，松厚度数值越大代表纸页越蓬松，实际手感体验更佳。
91.检测结果如表1所示。
92.表1性能测试
[0093][0094][0095]
由上述数据可知，通过本技术限定方法制备的纸张干抗张强度与市场主流品牌基本一致，但松厚度明显提高，这会带来更蓬松的手感，有效提升产品的实际使用体验，同时本技术制备的纸湿强度高，不易破损。
[0096]
对比例1为溶剂法草浆采用常规的低浓磨浆，对比例2为溶剂法草浆和漂白阔叶浆采用常规的低浓磨浆，从成纸性能指标来看，其干、湿强度出现一定程度降低，松厚度较差，分析原因为采用低浓磨浆使金属的磨盘与纤维的直接接触，其切断作用较强，草浆与阔叶木浆纤维长度低，低浓磨浆会造成纤维平均长度降低，因此成纸的松厚度及强度出现一定程度降低，同时柔软度出现上涨；对比例3中针叶化学浆的比例超出本技术限定的范围，结果表明其强度得到提升，但柔软度和松厚度较差；对比例4中溶剂法纤维素浆料的比例小与本技术所限定的范围，虽然提高了强度，但由于漂白针叶浆比例过高，纸张硬度较高，手感差。
[0097]
2.金属离子含量测试
[0098]
将实施例1制备的生活用纸1#与市售某品牌草浆生活纸进行测定，结果如表2所示。
[0099]
表2金属离子含量测定
[0100][0101]
由上表数据可知，实施例1制备的纸张中完全不含有重金属离子，且其余各项金属离子含量明显低于常规草浆产品，分析原因为采用溶剂法纤维素，使浆料中的金属离子大部分溶于有机溶剂，从而被带走并未残余在浆内，进而不会留存于最终的成品纸中，从而带来更为安全可靠的生活用纸产品。
[0102]
以上所述，仅为本技术的实施例而已，本技术的保护范围并不受这些具体实施例的限制，而是由本技术的权利要求书来确定。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的技术思想和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种溶剂法植物纤维生活用纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)溶剂法纤维素预处理：采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素是由包含有机酸、醇或酯中的任一溶剂制备得到；(2)针叶、阔叶化学浆预处理：针叶化学浆采用两段组合磨浆，阔叶化学浆使用高浓磨浆机进行磨浆；(3)配浆：按照重量百分比计，针叶化学浆10-20％，阔叶化学浆0-20％，溶剂法纤维素70-90％，配浆完成后加入湿强剂或湿强剂和柔软剂的组合，混合均匀后进行抄造；(4)脱水干燥：造纸机抄造完成的湿纸页进行脱水，随后进行干燥；(5)起皱和卷取：干燥后的纸页在起皱刮刀处进行起皱，起皱的纸页经卷取后即得所述溶剂法植物纤维生活用纸。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中磨浆浓度为15-25％，控制浆料叩解度35-45
°
sr。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中针叶化学浆的磨浆浓度3-4％，控制成浆叩解度25-35
°
sr；阔叶化学浆磨浆浓度15-25％，控制浆料叩解度20-30
°
sr。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中湿强剂的加入量为总浆料绝干质量的1-10％，柔软剂的加入量为总浆料绝干质量的0-1.5％，抄造纸页定量为10-20g/m2。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷、脲醛树脂、双醛淀粉、乙二醛聚酰胺树脂中的任意一种。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，柔软剂为季铵盐型、有机硅型、水性聚氨酯、聚乙烯型其中的任意一种。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中湿纸页依次经真空吸水箱和真空托辊进行脱水，随后由烘缸进行干燥，出烘缸时纸页干度控制在88％-95％。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中起皱率控制在20-30％。9.一种溶剂法植物纤维生活用纸，其特征在于，由权利要求1-8中任一方法制备得到。

技术总结
本申请公开了一种溶剂法植物纤维生活用纸及其制备方法，包括以下步骤：(1)溶剂法纤维素预处理：采用高浓磨浆机进行磨浆，溶剂法纤维素是由有机酸、醇或酯中的任一溶剂制备得到；(2)针叶、阔叶化学浆预处理：针叶化学浆采用两段组合磨浆，阔叶化学浆高浓磨浆机进行磨浆；(3)配浆：按照重量百分比计，针叶化学浆10-20％，阔叶化学浆0-20％，溶剂法纤维素70-90％，配浆完成后加入湿强剂或湿强剂和柔软剂的组合，混合均匀后进行抄造；(4)脱水干燥：造纸机抄造完成的湿纸页进行脱水，随后进行干燥；(5)起皱和卷取。本申请配制的浆料不含有重金属离子，安全性和成纸松厚度高，手感蓬松舒适。适。


技术研发人员：唐地源 李世明 周雷 江成真 高绍丰
受保护的技术使用者：济南圣泉集团股份有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/13