CN1038474A

CN1038474A - 桑皮纤维滤纸及其制造方法

Info

Publication number: CN1038474A
Application number: CN 88103605
Authority: CN
Inventors: 胡容岫
Original assignee: XINHUA PAPER MAKING MILL
Current assignee: XINHUA PAPER MAKING MILL
Priority date: 1988-06-17
Filing date: 1988-06-17
Publication date: 1990-01-03
Also published as: CN1010329B

Abstract

一种含有热塑性树脂的桑皮纤维滤纸及其制造方法。采用桑皮纤维作原料和浆流方向与纸机长网运动方向垂直的方法制造。通过对所涂布的合成树脂乳液的成份和含量的控制，可分别制成可热封或不热封性的滤纸。此种含有热塑性树脂的桑皮纤维滤纸，在沸水中有足够的湿强度、各向等强性、吸湿性及渗透性。

Description

本发明涉及一种过滤纸的成份及其制造方法，即关于一种可在沸水中工作的，通过掌握纤维中热塑树脂的含量使其可以具有热压粘结性或不具粘接性的桑皮纤维滤纸及其制造方法。

现有的滤纸，为提高其湿态下的强度、滤水性和热粘合性（即通常谓之的热封性），都是采用天然植物纤维素纤维，如马尼拉麻、黄麻、蕉麻或其它木浆纤维与人工合成的热塑性纤维，乙烯-丙烯复合纤维等均匀混合或分层上浆来造纸。为增加湿态强度，往往需要添加湿强剂。然后再经热处理使合成纤维熔融，粘住植物纤维而形成一种具有热粘合层和植物纤维基层的多层纸。由于这种纸最广泛的用途是制作包装茶叶，以便于冲泡的小袋，故商业上常称其为茶叶滤纸。并根据其中热塑性纤维的含量和结构分布特性而分为热封性和不热封性，即可热压粘合和不热压粘合两种。

最典型的例子，如美国专利US2，414，833所述及的制造热封性多层纤维纸的方法。这种方法的原理，是使非热封纤维悬浮液流过一初级网前箱，並不断地在一斜网上沉积为一基础纸层。热封纤维原料在紧靠或就在非热封纤维在斜网上沉积的位置进入初级网前箱。热封纤维与非热封纤维略微混合，流过初级网前箱。非热封纤维在热封纤维积沉之前，有机会形成一个基层或非热封层。而后，热封纤维才在基层上形成热封层。以这种方法形成的纸，与斜网接触的一面被非热封层复盖，而纸的上表面有一层热封纤维。其间由两种纤维混合物构成。因此，这种纸只具有单面的热粘合性。

合成的热粘性纤维一般都是光滑的杆状纤维材料，此重较植物纤维小，为改善其分散性，需加入纤维分散剂。

为改善此种多层纤维纸的吸湿度和渗水性，常采用化学方法或物理方法进行处理。如添加表面活性剂或润滑剂等。另外，在热处理前，通常采用使热粘层破裂、重排等处理。如加拿大专利CA1 138 239使用一种可控制的小水滴或水雾直接喷淋热粘层，使处于造纸机网前箱中的纤维悬浮液上层的热粘纤维产生局部位移，形成许多可控制数量及尺寸的微小凹坑，而使该处的基层纤维暴露出来，不为热粘纤维层所复盖。从而获得所需的渗透及吸湿效果。

以往制造热粘性纤维滤纸，是使用植物纤维素纤维和合成纤维混合或分层抄纸。故需采用许多复杂的提高合成纤维分散度及其与植物纤维混合的均匀度、纸张湿强度、吸湿性及渗透率的措施。对于多层纸，若只有一面是热粘层，则热粘时要考虑其方向，否则不能保证足够的粘结强度。此外，这种纸的热处理加工，需脱离纸机在另外的热处理设备上进行。因而纸张的生产效率往往受制于低效率的热处理过程。

本发明旨在利用广泛种植于温带地区的桑树皮纤维作为原材料来制造纤维滤纸，並提供一种使滤纸具有适于在沸水中浸泡和过滤性能的制造方法。这种桑皮纤维滤纸是由桑皮纤维抄制成的不含湿强剂的原纸，然后涂布合成树脂的未干燥物-树脂乳液而制成。通过对乳液成份和含量的控制，可使滤纸制成热粘型或非热粘型（即热封型和非热封型）两种滤纸。热粘型滤纸可在高温（155～170℃）加压状态下粘合成热封型浸泡包装材料，如制作盛中药或咖啡的煎煮袋、泡茶袋、快速食品汤料的滤袋等，亦可用于盛有挥发性或透气性要求的包装袋。如盛放活性炭、干燥剂、除臭剂、樟脑等的包装袋。

本发明以桑树皮纤维为原料，采用浆流方向与造纸机的长网运动方向垂直的输浆方式制造桑皮纤维滤纸，然后在未经任何增加湿强处理的桑皮纤维滤纸上涂布合成树脂未经干燥的半成品-合成树脂乳液，经热处理定型而成为一种具有较大的湿强度、渗透性、吸湿度及各向等强度等特性。通过控制和选择桑皮纤维中热塑性树脂的种类及其含量，来制造可热粘或不热粘型的滤纸。

本发明的含有热塑性树脂的桑皮纤维滤纸，采用含甲种纤维素92%以上的桑皮纤维为原料，其制浆造纸的工艺流程如下：

桑皮→切断→蒸煮→洗料

↓

分切←抄纸←漂白←打浆

↓

涂布→塑化→水洗→干燥

↓

包装←分切

首先将符合制浆要求的桑皮切断至规定的长度，经碱液和蒸汽蒸煮后，洗去残碱和细小纤维。然后，将所得之桑皮纤维打浆，使之分散呈高游离状态的纸浆。此纸浆经漂白后，不加入任何增加湿态强度的添加剂而注入长网造纸机的浆槽中，然后令纸浆沿着垂直于长网运动的方向送至长网上抄纸。再经挤压烘干后，即成为桑皮长纤维滤纸的原纸。

由于本发明使用的长网抄纸法，其浆流是垂直于长网运动方向，上浆，故浆料受网向牵引运动的影响较一般纸机要小，纤维不是单一地顺着长网运动方向排列，从而提高成纸在不加任何湿强剂的条件下的横向抗张力。

本发明选用一种合适的，未经气流干燥法处理的乳液状合成树脂，如氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂乳液，或丙烯酸系列聚合物的乳液，作为纤维的热粘合剂，将它涂布到桑皮纤维滤纸的原纸上，由于乳液状树脂中含有64%左右的水，因而可籍水的渗透性将乳液状树脂中其余36%左右的树脂带入桑皮纤维的内腔，並裹在桑皮纤维的外表面。在随后的热处理塑化过程中，分布在纤维内外的树脂相互交联，形成多孔的微立体构架，使桑皮纤维滤纸的纤维具有一定的憎水性，而纤维间的空隙具有吸湿性及渗透性。最后经水洗、干燥和分切即可包装为成品纸。

众所周知，在湿态下工作的滤纸，既要有一定的渗透性又需要足够的湿强度。因而必然要求纸页的结构是由帚化能力强的长纤维构成的一层极薄的微网络结构。通常采用热带和亚热带生长的麻纤维，如马尼拉麻的纤维来制浆。因而原料来源受到一定的地域限制。本发明采用广布于温带的桑树皮作为原料。桑树皮纤维的长度此马尼拉麻大3.5倍，单根纤维的抗张力大1倍。其他物理性能与马尼拉麻近似，见下列各表。因此可用之作为原料制造滤纸。

通常的滤纸都沿袭常用的造纸方法，采用网案可倾斜的长网与圆网组合的造纸机来抄纸，由于其车速一般都在100米/分左右，浆流方向与长网运动方向一致。浆流受网向牵引运动的影响，纤维基本上呈纵向排列，因而纸页的纵向抗拉强度与横向抗拉强度之比可达6∶1。由于纸页具有方向性，因而纸页再加工时必须考虑它的这种各向异性。

桑皮与马尼拉麻的单根纤维抗张力（单位：克）

	桑皮	马尼拉麻
			最大值最小值平均值	44.503.0019.30	13.005.009.00

桑皮与马尼拉麻的化学成份（%）

	桑皮	马尼拉麻
			水份灰份木质素纤维素	135.1520.560.4	11.310.263.72

本发明所采用的特殊的浆流方向垂直于长网运动方向的造纸技术，在不加任何湿强剂的条件下，可使滤纸的纤维组织几乎呈无方向性的排布，其纵向抗张力为0.8公斤左右，而横向抗张力约为0.78公斤左右，两者基本相等。

通常的热粘性滤纸，要加入热塑性合成树脂的纤维，为获得此种纤维，合成树脂需分别经过粒化、切片、拉伸、热处理、切断等一系列工序。而且滤纸的结构是植物纤维与合成纤维的混合或分层结构。由于合成纤维的比重较植物纤维要小，故在抄纸过程中合成纤维流失大，热处理技术复杂，费用高。

本发明采用未经气流干燥除水的合成树脂乳液涂布在滤纸上，利用乳液中的水份的渗透性将树脂带入桑皮纤维的内腔，並均匀裹在纤维的外表面，然后在同一涂布机上加热塑化而成。因而省去制造树脂纤维的一系列加工程序和能量消耗。並可控制乳液的涂布量来分别制作热粘型或非热粘型（即热封性及非热封性）的两种滤纸。

以下通过实施例对本发明进行更详细的说明。

实施例之一：桑皮纤维滤纸原纸的原料及性能。

采用符合下列质量要求的桑皮作为制造桑皮纤维滤纸原纸的原料：

水份不大于 15%

冷水浸出物 8.1%

热水抽出物 17.01%

1%NaOH抽出物 50.10%

苯醇抽出物 15.10%

木质素 20.50%

甲种纤维素 94%

符合上述质量的桑皮，采用本发明使用的造纸法所制成的未涂布热塑性树脂的原纸性能如下：

定量 10～11克/米²

PH值 6～7

灰份小于0.5%

水份 7～8%

纵向干拉力 200克/15毫米

无游离氯等异味。

实施例之二：制造桑皮纤维滤纸原纸的方法。

造纸的工艺流程：

桑皮→切断→蒸煮→打浆

↓

原纸成品←分切←纸抄←漂白

工艺参数：

1、将桑皮切成0.5～2厘米长。

2、在总碱度为23～26%的碱液中用蒸汽蒸煮3.5～6小时后，洗去残碱和细小纤维。

3、打浆40～60分钟。

4、用1～3%的有效氯，5～10%的硫酸，在25～30℃下漂白，总漂白时间为7小时左右。最后，使纸浆PH值为6～8。

5、疏解、浓度0.6%，粘度75～80秒。

6、抄纸、将纸浆泵入长网两侧的贮浆槽中，然后再从垂直于长网的方向送至沿造纸机纵向运动的长网上。

网槽水位：18～23厘米

上网浓度：0.20～0.25%

上网粘度：67～70秒（恩氏）

烘缸汽压：3公斤/厘米²

实施例之三：桑皮纤维滤纸原纸涂布热塑性合成树脂乳液。

1、用无离子水将热塑性合成树脂乳液配成20%左右的浓度。

2、用饱和浸渍法使桑皮纤维滤纸的原纸吸收合成树脂乳液，一般应控制在每平方米含绝干量4克左右。

3、排除纸页中水份后，升温至170～210℃左右，使合成树脂微粒在瞬间实现高分子交联，成为一涂复于纤维表面又联系纤维内腔的高聚物微立体网架。

4、调整纸页的收缩率并进行初步洗涤。

5、测试纸页的湿强度。

6、干燥、卷取、分切和包装。

实施例之四.选用氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂乳液作为涂布用之热塑性合成树脂。

所采用之氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂乳液中，含氯乙烯89～95%，醋酸乙烯5～11%，乳液中固体含量约为36%，乳液的绝对粘度为1.60～1.80厘泊。涂布方法见实例之三。

实施例之五.选用丙烯酸系列聚合物的乳液作为涂布用之热塑性合成树脂。

所有属于丙烯酸系列的聚合物乳液，都可作为涂布用热塑性合成树脂，以下仅举三例;

（1）8%的甲基丙烯酸甲脂聚合物乳液;

（2）8%的甲基丙烯酸丁脂-丙烯腈共聚物乳液;

（3）8%的甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯共聚物乳液。

涂布方法见实施例之三。

Claims

1、一种含有热塑性合成树脂的植物纤维滤纸，其特征在于原纸是由含甲种纤维素92%以上的桑树皮纤维作原料抄制而成。

2、按权利要求1所述的滤纸，其特征在于原纸是采用浆流方向与纸机长网运动方向相垂直的造纸法抄制而成，浆流先泵入长网两侧的贮浆槽，再由贮浆槽送至长网上。

3、按权利要求1所述的滤纸，其特征在于其所含之热塑性合成树脂是采用热塑性合成树脂，特征是含89～95%的氯乙烯和含5～11%的醋酸乙烯共聚树脂的乳液，在涂布机上涂布和热处理塑化而成。

4、按权利要求1所述的滤纸，其特征在于所含之热塑性合成树脂，是采用热塑性合成树脂的，特别是丙烯酸系列聚合物的乳液，在涂布机上涂布和热处理塑化而成。

5、按权利要求3和4所述的滤纸，其特征在于使热塑性合成树脂热处理塑化的温度为160～210℃。

6、按权利要求3和4所述的滤纸，其特征在于决定其是否为热封性能的热塑性合成树脂的临界含量范围是8～6克/米²。