[發(fā)明專利]跨尺度纖維紙及其濕法抄造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410224458.5
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN105297524B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖輝;劉鑄
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明納太科技有限公司
• 主分類號: D21H15/02
• 分類號: D21H15/02;D21H15/06
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本發(fā)明公開跨尺度纖維紙及其濕法抄造方法。將小纖維（納米級纖維）先附著于大纖維（微米級纖維），使它們成為一個整體，然后采用普通濕法造紙技術(shù)進(jìn)行抄造。本發(fā)明的技術(shù)方案可有效克服小纖維（納米纖維）在普通現(xiàn)在造紙機(jī)上難以抄造，無法留著的技術(shù)難點，實現(xiàn)包含納米纖維紙的濕法抄造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種特種紙及其制備方法，特別涉及一種跨尺度纖維紙及其濕法抄造方法。

背景技術(shù)

造紙術(shù)是中國古代的四大發(fā)明之一，人類文明史上一項杰出的發(fā)明創(chuàng)造。得益于造紙術(shù)的發(fā)展，使得人們能更自如的記錄文字，使得中國燦爛的文化得以流傳。中國古代造紙術(shù)，主要基于濕法抄造技術(shù)，即通過打漿的方式將紙漿纖維分散于水中，然后再在網(wǎng)上（古代是用竹簾）抄造成型，烘干即可?，F(xiàn)代造紙主流仍然是采用濕法抄造的方式，只不過是由原來的手工變成了現(xiàn)在的機(jī)器生產(chǎn)，原來的單張的成型，變成了現(xiàn)在的連續(xù)成型。并且，現(xiàn)代抄造的紙的用處也不僅僅局限于書寫文字，它的功能變得愈發(fā)多樣，例如，生活用紙、電氣用紙、濾紙、包裝紙、卷煙紙等等。造紙的材料也不再局限于天然的紙漿纖維了，越來越多的人工合成纖維也在用于造紙，例如，聚酯纖維、玻璃纖維、聚烯烴纖維、金屬纖維以及碳纖維等。在纖維尺度上，目前，濕法抄造的原料主要以微米直徑級為主。然而，隨著人們需求的多樣化，包含納米直徑(1-200 nm)的纖維的紙張表現(xiàn)出更加優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，越來越受到人們的青睞。

目前制造包含納米纖維的紙，主要有兩種方式，一種為原纖化法，另一種為直接加入人工納米纖維。

原纖化指纖維表面分裂出細(xì)小的微纖維，這種現(xiàn)象通常發(fā)生在天然纖維，部分人工纖維也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。通常通過深度打漿，原始粗纖維發(fā)生分絲、帚化可獲得原纖化納米纖維，此時原纖化納米纖維仍然和粗纖維連成一個整體的，然后采用普通造紙機(jī)，進(jìn)行抄造即可獲得納米纖維紙。原纖化納米纖維紙，由于制造仍然可以采用普通造紙機(jī)進(jìn)行抄造（脫水速度有所減慢），因此制造工藝簡單、很容量進(jìn)行批量生產(chǎn)。發(fā)明專利CN 101766929A公開了一種納米纖維過濾紙，就是采用游離度小于45的納米級原纖化纖維紙漿制成的。但是，采用原纖化制造納米纖維紙的所選用的纖維種類受到限制，通常只有天然植物纖維，并且原纖化的納米纖維和原始纖維為同種物質(zhì)，紙張多功能化受限。

另一種制造納米纖維紙的方式是直接采用加入人工納米纖維，這種方式往往不能應(yīng)用普通造紙機(jī)進(jìn)行抄造，因為納米纖維過小的尺寸使它們難以在普通在造紙機(jī)的網(wǎng)部留著。因此通常采用其他方式進(jìn)行制造：改用微孔過濾膜、涂膜法、干法。發(fā)明專利102154913A公開了一種含有單纖維數(shù)均直徑為1 ～ 500nm的納米纖維合成紙及其制備方法，其采用制備納米纖維分散液進(jìn)行抄造的方法制備，其實施例中的公布的成型網(wǎng)為PET網(wǎng)紗（80μm，約300目），并且其納米纖維長度達(dá)到2mm，但是很多納米纖維要制造如此長度十分困難。發(fā)明專利102877367A公開了一種碳納米管/短纖維復(fù)合納米碳紙及其連續(xù)制備方法，碳納米管為納米纖維，將碳納米管分散于溶劑中形成分散液，隨后將短纖維混合分散形成漿料，通過真空輔助流延成膜制備得初始薄膜，隨后經(jīng)后續(xù)處理將其中的聚合物去除獲得目標(biāo)產(chǎn)物。發(fā)明專利101653676公開一種采用靜電紡絲的方法制備納米纖維過濾（納米纖維紙）材料的方式。發(fā)明專利CN 103147355A 公開了一種生物質(zhì)納米纖維導(dǎo)電紙的制備方法，其采用混合的方式制備，原纖化纖維素納米纖維和碳納米管混合，真空過濾，烘干制得納米纖維導(dǎo)電紙，從實施例可看出，采用的是孔徑在0.2-0.5微米的纖維素濾紙充當(dāng)過濾膜，而非普通的造紙網(wǎng)（40目-60目）。采用直接加入人工納米纖維的方式，無法適應(yīng)現(xiàn)代造紙機(jī)的高效，連續(xù)大批量的造紙方式。因為目前的造紙機(jī)的網(wǎng)部的網(wǎng)孔較大（40目-60目），無法適用納米纖維的抄造；如若改用更細(xì)的成型網(wǎng)進(jìn)行抄造，又存在濾水過慢的缺陷。

所以開發(fā)一種適于納米纖維的濕法抄造方法，變得愈發(fā)緊迫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供跨尺度的纖維紙；另一目的在于提供所述纖維紙的濕法抄造方法。