专利名称：一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸工艺，具体的说是一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺。
2、背景技术目前汽车用空气滤纸主要是以木浆为原料。其基本要求是成纸透气度要高、过滤性要好，既允许纯净的空气通过，又必须将空气中尘埃等杂质除去。研究发现，羽毛纤维——羽毛中资源最丰富的动物纤维，以前只能做肥料和羽毛掸子——超纤维的特性使它更适合作为空气滤纸的一种原料。据测定，木浆纤维的宽度大约为10-20微米，而以羽毛纤维和木浆混合原料生产的空气滤纸甚至可以做到只有5微米厚，比木浆纤维的宽度还要小。因此，羽毛纤维滤纸的空洞更小，可以将空气中更多的植物花粉和孢子过滤掉。汽车、家庭和办公室使用这种羽毛纤维滤纸好处很多，它的超精细过滤可以将空气中各类过敏源(粉尘)挡在滤纸上，降低空气污染综合症的发生率。此外，如将羽毛纤维滤纸用在真空吸尘器中，吸尘效果也优于使用常规滤纸。
利用羽毛纤维来取代纸制品中的部分木浆成分，羽毛纤维能较好地发挥骨架支承作用。含羽毛纤维的纸中，木浆原料的节约和环保优势是很明显的若羽毛纤维含量占50％，其余50％是木浆，即可以少伐大量的树木。
最近，一组美国科学家已经开发了这种新技术，这种技术能将羽毛变成高级造纸材料，还可以用羽毛做原料生产出强度大，密度小的塑性材料，应用在船体外舷和汽车仪表板。目前这项造纸技术已经在美国被授予专利，并已有三家造纸企业取得生产使用许可证，两家专门从事羽毛脱梗提取轻细的羽毛纤维的企业也开始运作。其中一家生产许可企业将用羽毛纤维来生产轻型致密的合成材料，用于办公设备，汽车内饰件以及铁路客车的卧铺设施。由此看来，将废物羽毛变为高级材料具有广阔的的市场空间和应用前景。
3、发明内容本发明的目的由下列技术方案实现一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，它是按下列步骤进行
羽毛先用纯碱水溶液浸泡洗涤除杂；用螺旋脱水机脱水，脱水干度控制在15-20％；用切料机剪切羽毛，剪切长度控制在2-3厘米；剪切后的羽毛送打浆机打浆制成羽毛纤维浆，然后按比例与植物纤维浆混合均匀，送抄纸机配抄即可生产特种纸张。打浆过程采用高浓盘磨机磨浆，转速1000-2700r/min，以15-20％浓度磨浆，经过三次串联打浆，打浆间隙分别为0.2mm，0.1mm，0.05mm。
羽毛纤维浆与木浆的配比为1∶1，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维浆打浆度为19-20°SR，用来抄造汽车用羽毛纤维空气滤纸。
羽毛纤维浆与木浆的配比为1∶1以下，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维浆打浆度为19-20°SR，抄造羽毛纤维水果套袋纸。
羽毛纤维浆与木浆的配比为1∶2，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维浆打浆度为19-20°SR，抄造羽毛防伪纸。其防伪作用是通过燃烧纸的焦味与植物纤维纸的不同来初步判断，最后再通过羽毛纤维的DNA测定来最终确认。
羽毛纤维浆与木浆的配比为1∶1左右，木浆打浆度为55°SR左右、羽毛纤维浆打浆度为19-20°SR，抄造高效防震防潮羽毛纤维蜂窝纸板。
与传统的造纸工艺相比，本发明的一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺所抄造的特种纸张，成纸的撕裂度、抗张强度、耐折度等指标能够满足特种空气过滤纸的基本要求，且透气度更好，过滤性更佳。利用羽毛纤维代替木浆配抄过滤纸，既充分利用了废物资源，变废为宝，减少环境污染，又能够节约木浆，降低成本，还能减少木材砍伐，符合当今环保的要求，因此大有前途。
附图1为高浓打浆后的羽毛纤维(13°SR)与木浆(37°SR)按不同的比例混合抄片后的外观扫描图样。
具体实施方式
实施例1用纯碱洗涤羽毛，除去上面的脏物和异味。用螺旋脱水机脱除水分至干度15-20％，用切料机切成2-3厘米长的段状，备用。打浆过程采用高浓盘磨机磨浆，转速1000-2700r/min，以15-20％浓度磨浆，经过三次串联打浆，打浆间隙分别为0.2mm，0.1mm，0.05mm。羽毛纤维与木浆的配比为1∶1，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维打浆度为19-20°SR，用来抄造汽车用羽毛纤维空气过滤纸。
(1)将经过高浓打浆后的羽毛纤维与木浆按不同的比例混合，抄片，裁样，测定其性能指标，结果如表1所示。
表1 羽毛纤维与木浆的不同比例对空气过滤纸性能指标的影响
注1100M表示100％木浆，10F表示10％羽毛纤维，以此类推。
注2上述抄片总物料量10克(绝干)，木浆(游离打浆)打浆度45°SR，羽毛打浆度19°SR<暂且这样表示>，抄片定量80g/m2。
注3当羽毛纤维占90％比例时，抄片中纤维结合力太小，已不能揭起干抄片，故数据缺。
从表1可以看出，随着抄片中羽毛纤维的增加，其透气度呈直线增加，与此同时，厚度也增加，这说明羽毛纤维的高透气性和较高的弹性。
其次，表1显示出，随着羽毛纤维比例的增加，纸张的撕裂度起始段大幅度增加，但当配比超过50％以后，撕裂度开始迅速下降；如此同时，抗张强度随羽毛比例增加而持续下降。这说明因为决定纸张撕裂度的因素主要是纤维的平均长度和单根纤维的强度，纤维的结合力居次要地位，因此，当羽毛纤维比例较低时，由于单根羽毛纤维的强度很大，所以撕裂度随羽毛纤维比例增加而大幅度增加；但随着羽毛比例的增加，纤维结合力成为决定撕裂度的主要因素，但羽毛纤维在打浆过程中无润胀和细纤维化，因而也就没有什么氢键结合力，故撕裂度此后大幅下降；同理，决定抗张强度的主要因素是纤维结合力，因而抗张强度自始至终是下降的。当羽毛比例达到90％时，纤维结合强度太低，已不能完全揭起干抄片。另外，随着羽毛纤维的增加，耐折度下降。原因是因为纤维结合力的持续降低。
(2)木浆打浆度的变化对空气过滤纸的性质有较大影响。木浆在不同打浆度下与羽毛纤维配抄纸片(1∶1比例)，性能指标如表2所示。
表2 木浆打浆度的变化对纸张性质的影响
注选用3#羽毛纤维，打浆度为22°SR。抄片定量80g/m2从上表可以看出，透气度缓慢降低，降低幅度不是很大；而撕裂度、耐折度和抗张强度的变化趋势基本一致，随着打浆度的提高，开始逐渐上升，当打浆度达到60°SR左右时达到最大值。继续提高打浆度则都不利。与此同时，浆料的滤水性逐渐降低。因此，木浆的打浆度不能太高，最好在60-70°SR之间。
(3)羽毛纤维磨浆程度的变化对空气过滤纸的性质也有影响。木浆在65°SR打浆度下与不同磨浆程度的羽毛纤维配抄纸片(1∶1比例)，性能指标如表3所示。
表3 羽毛纤维磨浆程度的变化对纸张性质的影响
注1#--磨浆浓度20％，磨浆间隙0.3mm。2#--取1#浆再经过0.2mm磨浆间隙而得。3#--取2#浆再经过0.1mm磨浆间隙而得。4#--取3#浆再经过0.05mm磨浆间隙而得。
从表3可以看出，这种影响以耐折度、撕裂度为最大。随着羽毛纤维磨浆程度的提高，抄片的耐折度、撕裂度变化较剧烈，升至最大值后随磨浆程度的进一步提高而迅速下降。其余象抗张强度等指标随羽毛纤维磨浆程度的变化不剧烈，但都存在一个最大点即打浆度为19-20°SR左右，此时各项指标均处于最佳。
(4)从纸张的外观匀度方面来看，羽毛纤维磨浆程度对匀度的影响很大，随着羽毛纤维磨浆程度的提高，羽毛纤维被切断的增多，抄片的匀度大大改善，且抄片的两面差减小。
将经过高浓打浆后的羽毛纤维(13°SR)与木浆(37°SR)按不同的比例混合抄片，其外观扫描图样如图1所示。(注每两幅图为一组，其中每组中左图为网面，右图为正面。)从图1可以看出，同一木浆打浆度下，不同配比的羽毛纤维与木浆配浆抄片，其正反面相差很大。正面的羽毛纤维多于网面的羽毛纤维，且打浆度越低这种差别越大。原因是因为羽毛纤维密度比木浆纤维小，因而抄片过程中由于浮力作用使羽毛纤维多浮于液面，导致抄片两面差。随着木浆及羽毛纤维打浆度的提高，浆料的粘度增加，羽毛纤维上浮的阻力增大，且细小的羽毛纤维易于稳定分散在浆料中，因而纸页匀度提高，两面差减小。
(5)羽毛空气过滤纸的实用性某厂生产的全木浆空气过滤纸与用50％羽毛纤维(19.6°SR)配木浆(65°SR)抄成的过滤纸的性能指标的比较如下表4所示。
表4 全木浆空气过滤纸与用50％羽毛纤维配木浆抄成的过滤纸的性能指标的比较
从上表可以看出，用50％羽毛纤维配木浆抄成的过滤纸，其透气度大大高于全木浆空气过滤纸(其滤净性据报道要优于全木浆滤纸)，其它性能指标也基本与全木浆接近，能满足汽车用空气过滤纸的要求。
实施例2用纯碱洗涤羽毛，除去上面的脏物和异味。用螺旋脱水机脱除水分至干度15-20％，用切料机切成2-3厘米长的段状，备用。打浆过程采用高浓盘磨机磨浆，转速1000-2700r/min，以15-20％浓度磨浆，经过三次串联打浆，打浆间隙分别为0.2mm，0.1mm，0.05mm。羽毛纤维与木浆的配比为1∶1以下，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维打浆度为19-20°SR，抄造羽毛纤维水果套袋纸。
实施例3用纯碱洗涤羽毛，除去上面的脏物和异味。用螺旋脱水机脱除水分至干度15-20％，用切料机切成2-3厘米长的段状，备用。打浆过程采用高浓盘磨机磨浆，转速1000-2700r/min，以15-20％浓度磨浆，经过三次串联打浆，打浆间隙分别为0.2mm，0.1mm，0.05mm。羽毛纤维与木浆的配比为1∶2，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维打浆度为19-20°SR，抄造羽毛防伪纸。其防伪作用是通过燃烧纸的焦味与植物纤维纸的不同来初步判断，最后再通过羽毛纤维的DNA测定来最终确认。
实施例4用纯碱洗涤羽毛，除去上面的脏物和异味。用螺旋脱水机脱除水分至干度15-20％，用切料机切成2-3厘米长的段状，备用。打浆过程采用高浓盘磨机磨浆，转速1000-2700r/min，以15-20％浓度磨浆，经过三次串联打浆，打浆间隙分别为0.2mm，0.1mm，0.05mm。羽毛纤维与木浆的配比为1∶1左右，植物纤维打浆度为55°SR左右、羽毛纤维打浆度为19-20°SR，抄造高效防震防潮羽毛纤维蜂窝纸板。
对于筛选出的羽毛纤维，因为颜色各异，随羽毛比例的增加，纸浆白度将会下降，故需对其进行漂白，传统的植物纤维用漂白剂并不都适合羽毛等动物纤维漂白。而H2O2可作为羽毛漂白的适宜漂白剂。最高白度可达61.8％(ISO)。羽毛的H2O2漂白的适宜的工艺条件为H2O2用量为15％左右，用量太低漂白效果差；用量太高不经济。NaOH的适宜用量为1.0％左右，其主要作用是脱除羽毛纤维表面的油脂，便于漂白药液的渗透，提高漂白效果。
权利要求
1.一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其特征在于它是按下列步骤进行 羽毛先用纯碱水溶液浸泡洗涤除杂；用螺旋脱水机脱水，脱水干度控制在15-20％；用切料机剪切羽毛，剪切长度控制在2-3厘米；剪切后的羽毛送打浆机打浆制成羽毛纤维浆，然后按比例与植物纤维浆混合均匀，送抄纸机配抄即可生产特种纸张。
2.根据权利要求1所述的一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其特征在于其打浆过程采用高浓盘磨机磨浆，转速1000-2700r/min，以15-20％浓度磨浆，经过三次串联打浆，打浆间隙分别为0.2mm，0.1mm，0.05mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其特征在于羽毛纤维浆与木浆按1∶1的配比混合，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维浆的打浆度为19-20°SR。
4.根据权利要求1所述的一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其特征在于羽毛纤维浆与木浆的配比为1∶1以下，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维浆打浆度为19-20°SR。
5.根据权利要求1所述的一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其特征在于羽毛纤维浆与木浆的配比为1∶2，木浆打浆度为65°SR左右、羽毛纤维浆打浆度为19-20°SR。
6.根据权利要求1所述的一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其特征在于羽毛纤维浆与木浆的配比为1∶1左右，木浆打浆度为55°SR左右、羽毛纤维浆打浆度为19-20°SR。
全文摘要
本发明提供一种利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺，其主要内容包括采用羽毛纤维为主要原料，通过一定比例与植物纤维浆配抄，从而生产出可以应用于多用途的特种纸张的工艺流程。本发明的利用家禽羽毛生产特种纸张的工艺和现有造纸工艺相比较，具有成纸透气度更好、过滤性更佳、既充分利用了废物资源，变废为宝，减少环境污染，又能够节约木浆，降低成本，还能减少木材砍伐，符合当今环保的要求等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
文档编号D21J1/16GK1570273SQ20041002409
公开日2005年1月26日 申请日期2004年5月14日 优先权日2004年5月14日
发明者王正顺 申请人:王正顺