專利名稱：紙張及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種紙張及其制備方法。
背景技術：
隨著生活水平的不斷提高，人們對生活用紙的質量要求也逐步提高。人們希望面巾紙、廚房用紙、擦手紙等具有良好的柔軟性能，這樣可以給予皮膚舒適的感覺，同時人們又希望此類紙巾具有一定的強度，以達到期望的使用目的。但是，對于用植物纖維制成的紙巾，強度和柔軟度往往成反比關系，即強度增大意味著柔軟度會降低；而柔軟度提升時強度就會減小。目前業內人士已經提出了不少方法來解決該問題，解決方法主要是通過在造紙濕端添加干強劑和柔軟劑，通過調控兩種化藥的不同配比和用量來做成不同抗張強度和柔軟度的薄頁紙。目前干強劑通常采用聚丙烯酰胺樹脂、羧甲基纖維樹脂、淀粉類，而柔軟劑通常采用陽離子季銨鹽類樹脂。干強劑是通過與纖維表面的羥基反應來達到增加強度效果的，較常使用的干強劑是陽離子型的，有時也會使用非離子型的。若干強劑是陽離子型的，則干強劑會與帶負電荷的纖維發生電荷吸附作用，而柔軟劑也主要是靠其分子鏈上的正電荷與纖維上的負電荷發生電荷吸附作用，由于柔軟劑分子的結構是長鏈狀，故而會對纖維之間以及纖維與干強劑之間的氫鍵結合起到阻隔的作用，這樣就使得纖維之間或纖維與干強劑之間的氫鍵結合力減弱，所以柔軟劑既相當于是氫鍵結合的抑制劑，同時又是纖維之間的解鍵劑。也就是說如果采用陽離子型的干強劑，那么其會和柔軟劑相互競爭來與植物纖維結合。競爭的結果也許是兩者都不能與植物纖維很好的結合，使得紙張的強度與柔軟度兩個指標均達不到要求。而如果干強劑是非離子型的，雖然它與柔軟劑對纖維的吸附作用不會形成競爭，也就是說對于柔軟性的影響不大，但是非離子型的干強劑提升強度的效果卻遠遠沒有陽離子型干強劑效果好。
發明內容
有鑒于此，有必要提供一種紙張，該紙張中含有的增加強度的物質不會與柔軟劑相互抑制。另外，還有必要提供一種制備上述紙張的方法。一種紙張，其紙張纖維細胞內含有干強劑，該干強劑為納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物，其中紙張中干強劑的質量為紙張纖維絕干質量的0.01%-4%。一種紙張的制備方法，其包括如下步驟:將經過制漿處理后的漿料或槳板配成纖維懸浮液；向該纖維懸浮液中添加干強劑，該干強劑為納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物，攪拌混合使干強劑分子進入漿料纖維細胞內部，該干強劑的添加量為漿料纖維絕干質量的0.01%-4% ；將以上添加了干強劑的纖維懸浮液成型制得紙張。
本發明的紙張的制備方法利用小分子的干強劑進入到纖維細胞內部，對纖維細胞壁起到支撐作用，從而有效增加纖維的成紙強度；該干強劑不會對柔軟劑的功效產生任何影響，克服了現有技術中強度與柔軟度之間的相互抑制作用，從而可保證紙張強度的同時使紙張具有良好的柔軟度。
具體實施例方式一種紙張的制備方法，其包括如下步驟:(I)將經過制漿處理后的漿料或槳板配成一定濃度的纖維懸浮液，該纖維懸浮液中纖維的質量百分濃度為5%-15%。(2)向該纖維懸浮液中添加干強劑，該干強劑為納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物，攪拌混合一定時間使糖分子進入漿料纖維細胞內部。干強劑的添加量為漿料纖維絕干質量的0.01%-4%，優選為漿料纖維絕干質量的0.1%-1%。該干強劑可以是植物纖維、淀粉或者殼聚糖通過物理方法切割打磨后的細小顆粒，如納米級別的纖維、淀粉、殼聚糖等。該干強劑(分子量小于1000的多糖分解產物)也可以是植物纖維或者淀粉通過化學或者生物方法完全水解后的葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、果糖，也可以是部分分解產物，只要分子量小于1000 (—般不超過5個糖苷鍵)即可。由于植物細胞壁具有全透性，即植物細胞壁可允許離子、不超過5個糖苷鍵的低分子量糖分子和低分子量的蛋白質透過，而這些小分子主要是通過胞間連絲(貫穿細胞壁溝通相鄰細胞的細胞質連線)進入到細胞壁內部的，成熟植物細胞的胞間連絲的直徑一般為40-60nm左右，可以允許1000道爾頓(原子質量單位，碳12原子質量的1/12)以下的物質通過。本發明利用這一點將不超過5個糖苷鍵的糖分子通過胞間連絲運輸到細胞壁內部。同時，有些物質分子量雖然大于1000，如納米級別的淀粉、植物纖維、殼聚糖等，但是由于其分子粒徑微小，小于胞間連絲的直徑，也是可以通過胞間連絲進入細胞壁內部。由于植物細胞壁的主要成分是纖維素，纖維素是一種大分子的多糖，與本發明中進入到細胞壁內部的糖分子具有生物相容性，所以糖分子可以保留在植物細胞壁的內部。且由于植物細胞壁上的纖維呈網狀結構分布，而且是多層網絡相互重疊纏繞，所以外來加入的糖分子進入到細胞壁內部將很難從細胞壁里面再轉移出來。只要是細胞內部有空間，那么外部的這些小粒徑的物質都是可以進入到細胞內部的。本發明中的攪拌是為了幫助這些細小的顆粒找到胞間連絲進入細胞內部。(3)當上步驟使用的為納米級別的淀粉顆粒時，優選可在淀粉顆粒通過胞間連絲進入到纖維細胞內部后進行升溫處理，溫度升高至淀粉的糊化溫度。這樣在細胞壁內部的淀粉會發生糊化，使得細胞內部的粘度急劇上升，同時淀粉會緊緊地粘在細胞壁內表面，對纖維細胞壁起到更強的支撐作用。該步驟能夠更大程度地增加單個纖維細胞的強度。如果進行了此步驟，需要對此步驟處理后的漿料進行冷卻處理，需要將其冷卻到45°C以下然后才能進行后續步驟。此升溫糊化和冷卻的步驟為非必要步驟。(4)優選的，還可以在干強劑進入漿料纖維細胞內部后向上述添加有干強劑的纖維懸浮液中添加大分子物質。該大分子物質具體可為聚丙烯酰胺、環氧氯丙烷、聚酰胺-表氯醇樹酯、或雙醛淀粉，優選為聚丙烯酰胺。該大分子物質的添加量為漿料纖維絕干質量的
0.001%-0.1%，優選為漿料纖維絕干質量的0.01%-0.03%。
該大分子物質能夠與細胞壁的羥基發生交聯反應，從而本身纏繞在纖維細胞壁表面，從而使得細胞壁上的網狀孔徑變小，從而更加確保進入到植物細胞壁內部的小分子干強劑不再跑到細胞壁外。此步驟亦為非必要步驟，可選擇性進行或不進行。(5)在干強劑進入漿料纖維細胞內部后，向上述添加有干強劑的纖維懸浮液中添加柔軟劑，攪拌混合均勻。該柔軟劑可為常規柔軟劑，優選采用陽離子季銨鹽類。柔軟劑的添加量為常規添加量。陽離子季銨鹽類柔軟劑通過電荷吸附作用與纖維結合在一起。由于在處理紙張強度時主要是利用了植物細胞壁內部的空間，沒有利用植物纖維上的負電荷，所以植物纖維上的負電荷可以很好地與柔軟劑結合，這樣便可以提升植物纖維上電荷的利用率，也可較大大程度地提升紙張的柔軟度。(6)柔軟劑添加結束后纖維懸浮液的濃度需要調整到0.01%-1.5%之間(抄造濃度)，然后將以上纖維懸浮液成型制得本發明的紙張。具體的，可以通過通常的成型網脫水成型，壓榨，烘干等常規步驟來成型得到本發明的紙張。一種紙張，該紙張纖維的細胞內部含有干強劑，該干強劑為納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物，其中紙張中干強劑的質量為紙張纖維絕干質量的
0.01%-4%，優選為紙張纖維絕干質量的0.1%-1%。該紙張中還可含有大分子物質，該大分子物質具體可為聚丙烯酰胺、環氧氯丙烷、聚酰胺-表氯醇樹酯、或雙醛淀粉，優選為聚丙烯酰胺。該大分子物質的添加量為紙張纖維絕干質量的0.001%-0.1%，優選為紙張纖維絕干質量的0.01%-0.03%。該紙張中還可含有陽離子季銨鹽類柔軟劑。該紙張具有較高的強度和柔軟度，紙張的幾何平均拉力(GMT)達到1.2-2.2N.m/g，柔軟度HF值(hand feel)達到50-90。本發明的紙張的制備方法利用特殊的干強劑(納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物)進入到纖維細胞內部，對纖維細胞壁起到支撐作用，從而有效增加纖維的成紙強度；該干強劑不會對柔軟劑的功效產生任何影響，克服了現有技術中強度與柔軟度之間的相互抑制作用，從而在保證紙張強度的同時使紙張具有良好的柔軟度。此外，該方法不會造成化藥的浪費，減少了對白水系統的污染。本發明的紙巾不但具有很好的抗張強度，良好的柔軟性能，同時由于在纖維細胞壁內部增加了多糖，多糖分子上含有很多羥基，所以本發明的紙張還具有良好的吸水性能。下面通過具體實施例對本發明做進一步的說明。實施例1在質量濃度為5%的纖維懸浮液中加入納米級別的淀粉顆粒，淀粉添加量為纖維絕干質量的0.5%，充分攪拌使得納米級別的淀粉顆粒與纖維混合均勻，然后將溫度調節至57°C，并維持2min，注意過程中需要不斷攪拌，以此來保證受熱均勻。等纖維細胞內部的納米級別的淀粉完全糊化后，將漿料冷卻至45°C。然后加入一定量水，并加入陽離子季銨鹽，陽離子季銨鹽的用量為纖維絕干質量的0.03%，充分攪拌使得陽離子季銨鹽與纖維混合均勻，最后再加入一定量水，使得最終纖維懸浮液的質量濃度為0.5%。然后將以上纖維懸浮液通過雙層頭箱和成型網脫水成型，壓榨，烘干，即可得到本發明的雙層薄頁紙，該薄頁紙的基重為18g/m2，GMT值為1.5N.m/g，柔軟度HF值為65。
實施例2在質量濃度為5%的纖維懸浮液中加入納米級別的植物纖維，植物纖維添加量為纖維絕干質量的0.02%，充分攪拌使得納米級別的植物纖維顆粒與纖維混合均勻，然后將溫度調節至57°C，并維持2min，注意過程中需要不斷攪拌，以此來保證受熱均勻。然后加入相對于纖維絕干質量0.02%的聚丙烯酰胺樹脂，并攪拌均勻。然后加入一定量水，并加入陽離子季銨鹽，陽離子季銨鹽的用量為纖維絕干質量的2%，充分攪拌使得陽離子季銨鹽與纖維混合均勻，最后再加入一定量水，使得最終纖維懸浮液的質量濃度為0.5%。然后將以上纖維懸浮液通過雙層頭箱和成型網脫水成型，壓榨，烘干，即可得到本發明的雙層薄頁紙，該薄頁紙的基重為18g/m2，GMT值為1.4N.m/g，柔軟度HF值為75。實施例3在質量濃度為5%的纖維懸浮液中加入納米級別的殼聚糖，殼聚糖添加量為纖維絕干質量的3.9%，充分攪拌使得納米級別的殼聚糖顆粒與纖維混合均勻，然后將溫度調節至57°C，并維持2min，注意過程中需要不斷攪拌，以此來保證受熱均勻。然后加入一定量水，并加入陽離子季銨鹽，陽離子季銨鹽的用量為纖維絕干質量的0.5%，充分攪拌使得陽離子季銨鹽與纖維混合均勻，最后再加入一定量水，使得最終纖維懸浮液的質量濃度為0.5%。然后將以上纖維懸浮液通過雙層頭箱和成型網脫水成型，壓榨，烘干，即可得到本發明的雙層薄頁紙，該薄頁紙的基重為18g/m2，GMT值為1.7N.m/g，柔軟度HF值為70。另外，本領域技術人員還可在本發明權利要求公開的范圍和精神內做其它形式和細節上的各種修改、添加和替換。當然，這些依據本發明精神所做的各種修改、添加和替換等變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種紙張，其特征在于:該紙張的纖維細胞內含有干強劑，該干強劑為納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物，其中紙張中干強劑的質量為紙張纖維絕干質量的 0.01%-4%。
2.如權利要求1所述的紙張，其特征在于:干強劑的質量為紙張纖維絕干質量的0.1%-1%。
3.如權利要求1所述的紙張，其特征在于:該紙張中還含有陽離子季銨鹽類柔軟劑。
4.如權利要求1所述的紙張，其特征在于:該紙張中還含有大分子物質，該大分子物質為聚丙烯酰胺、環氧氯丙烷、聚酰胺-表氯醇樹酯、或雙醛淀粉。
5.如權利要求4所述的紙張，其特征在于:該大分子物質的質量為紙張纖維絕干質量的 0.001%-0.1%。
6.如權利要求5所述的紙張，其特征在于:該大分子物質的質量為紙張纖維絕干質量的 0.01%-0.03%。
7.如權利要求5所述的紙張，其特征在于:納米級別的多糖包括有納米級別的植物纖維、淀粉、殼聚糖；分子量小于1000的多糖分解產物為是植物纖維或者淀粉的分解產物或部分分解產物。
8.—種紙張的制備方法，其包括如下步驟: 將經過制漿處理后的漿料或槳板配成纖維懸浮液； 向該纖維懸浮液中添加干強劑，該干強劑為納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物，攪拌混合使干強劑分子進入漿料纖維細胞內部，該干強劑的添加量為漿料纖維絕干質量的0.01%-4% ； 將以上添加了干強劑的纖維懸浮液成型制得紙張。
9.如權利要求8所述的紙張的制備方法，其特征在于:該干強劑為納米級別的淀粉顆粒時，在淀粉顆粒進入到纖維細胞內部后需進行升溫處理，溫度升高至淀粉的糊化溫度；然后冷卻到45°C以下。
10.如權利要求8所述的紙張的制備方法，其特征在于:該干強劑的添加量為漿料纖維絕干質量的0.1%-1%。
11.如權利要求8所述的紙張的制備方法，其特征在于:該方法還包括在向上述添加有干強劑的纖維懸浮液中添加大分子物質，該大分子物質為聚丙烯酰胺、環氧氯丙烷、聚酰胺-表氯醇樹酯、或雙醛淀粉，該大分子物質的添加量為漿料纖維絕干質量的0.001%-0.1%。
12.如權利要求11所述的紙張的制備方法，其特征在于:該大分子物質的添加量為漿料纖維絕干質量的0.01%-0.03%。
13.如權利要求8所述的紙張的制備方法，其特征在于:該方法還包括在纖維懸浮液脫水成型前向上述添加有干強劑的纖維懸浮液中添加陽離子季銨鹽類柔軟劑。
14.如權利要求8所述的紙張的制備方法，其特征在于:纖維懸浮液的濃度需要調整到0.01%-1.5%之間再進行脫水成型。
15.如權利要求8所述的紙張的制備方法，其特征在于:該纖維懸浮液中纖維的質量百分濃度為5%-15%。
全文摘要
一種紙張，其紙張纖維細胞內含有干強劑，該干強劑為納米級別的多糖或者分子量小于1000的多糖分解產物，其中紙張中干強劑的質量為紙張纖維絕干質量的0.01%-4%。本發明還提供上述紙張的制備方法。本發明利用小分子的干強劑進入到纖維細胞內部，對纖維細胞壁起到支撐作用，從而有效增加纖維的成紙強度；該干強劑不會對柔軟劑的功效產生任何影響，克服了現有技術中強度與柔軟度之間的相互抑制作用，從而可保證紙張強度的同時使紙張具有良好的柔軟度。
文檔編號D21H21/18GK103147350SQ2013100799
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者陳海霞, 孟凡翠 申請人:金紅葉紙業集團有限公司