一种漂白棉浆配抄高端生活用纸的方法与流程

1.本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种漂白棉浆配抄高端生活用纸的方法。


背景技术：

2.生活用纸是居家、外出不可缺少的卫生擦拭用纸，随着人们生活水平的提高和对生活品质的要求，越来越多人开始追求高端生活用纸的使用。
3.目前，生活用纸大多是以棉浆、木浆、竹浆、草浆等为原料制成，其中，棉浆纸比较柔软，木浆纸柔韧性更好，由于生活用纸使用时直接与皮肤接触，故棉浆纸更符合高端生活用纸的要求。但是，棉浆纸的韧性有很大的提升空间。
4.专利申请cn110158360a公开了一种生活用纸及其生产方法，是以针叶木浆、阔叶木浆、棉浆为主要原料，辅以薄荷提取物、芦荟提取物，混合制浆后抄造得到生活用纸。但是，棉浆所含纤维素较纯，而木浆中含有木质素等，这对于环境是非常不友好的。显然，该专利申请中大量木浆的使用无法避免环境方面的问题，也会影响棉浆纸自身优势的发挥。
5.另外，对于高端生活用纸来说，抗菌性是一个非常重要的考察指标，而直接以棉浆制成的生活用纸，抗菌效果有限，很难满足生活用纸的高品质要求。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是要提供一种漂白棉浆配抄高端生活用纸的方法，以棉浆为主要原料，韧性好，抗菌性佳。
7.为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：
8.一种漂白棉浆配抄高端生活用纸的方法，具体步骤如下：
9.(1)先将纳米二氧化硅和纳米白色电气石粉混合均匀得到混合粉，接着将混合粉利用聚赖氨酸改性处理，得到改性混合粉；
10.(2)再将改性混合粉和碳化二亚胺加入细菌纤维素浆中，超声波振荡处理，得到预混浆料；
11.(3)然后以棉花为原料，制成漂白棉浆，接着将漂白棉浆利用甲基丙烯酸甲酯进行部分接枝修饰，得到改性棉浆，最后将改性棉浆与预混浆料混合均匀得到混合浆，抄造，即得高端生活用纸。
12.优选的，以重量份计，步骤(1)的具体方法如下：先将8～10份纳米二氧化硅和1～1.5份纳米白色电气石粉混合均匀得到混合粉，接着将混合粉超声波分散于8～10份体积浓度70～80％乙醇水溶液中，得到悬浊液，然后边搅拌边将20～22份质量浓度70～80％赖氨酸单体预混液匀速缓慢滴加至悬浊液中，滴加完毕后继续搅拌20～30分钟，离心，干燥，即得改性混合粉。
13.进一步优选的，超声波分散的工艺条件为：300～400w超声波分散20～30分钟。
14.进一步优选的，赖氨酸单体预混液的滴加时间为20～30分钟。
15.进一步优选的，以重量份计，赖氨酸单体预混液的制备方法如下：先将6～8份l-赖
氨酸加入3～4份质量浓度35～45％磷酸溶液中，搅拌混匀，抽真空，加热至190～200℃，反应80～100分钟，冷却至70～80℃，加入20～25份体积浓度70～80％乙醇水溶液，充分搅拌，即得所述的赖氨酸单体预混液。
16.优选的，以重量份计，步骤(2)的具体方法如下：将8～10份改性混合粉和2～3份碳化二亚胺加入50～55份细菌纤维素浆中，400～500w超声波振荡处理50～60分钟，即得所述的预混浆料。
17.优选的，步骤(2)中，细菌纤维素浆的制备方法如下：先利用木葡糖酸醋杆菌atcc23768发酵产细菌纤维素膜，再将细菌纤维素膜利用质量浓度5～7％氢氧化钠溶液充分溶胀，最后加水打浆处理，得到质量浓度5～7％的细菌纤维素浆。
18.进一步优选的，以重量份计，发酵的具体方法为：先将18～20份葡萄糖、2.5～3.5份蛋白胨、4～6份酵母粉和0.8～1.2份一水合柠檬酸加入1000份水中，搅拌至完全溶解，灭菌，调节ph＝4.8～5，得到培养基，然后以1.5～2.5％体积接种量向培养基中接种活化的木葡糖酸醋杆菌，28～30℃静置培养8～10天，即得细菌纤维素膜。
19.进一步优选的，溶胀的具体方法为：将细菌纤维素膜完全浸泡于煮沸的氢氧化钠溶液中，煮沸状态下处理110～130分钟，取出后水洗至中性。
20.进一步优选的，加水打浆时水的用量为溶胀后细菌纤维素膜重量的20～22倍。
21.优选的，步骤(3)中，以重量份计，漂白棉浆的制备方法如下：先将25～35份棉花开棉、除杂，并完全浸没于260～280份饱和碳酸钠溶液中，接着加入10～12份木聚糖酶和20～30份双氧水，静置浸渍3～4小时，接着加热至沸腾，并在沸腾状态下蒸煮10～12小时，漂洗，碎浆，除渣，高频疏解，磨浆，筛浆，即得漂白棉浆。
22.优选的，步骤(3)中，以重量份计，改性棉浆的制备方法如下：先将100份漂白棉浆的ph调整至4～5，接着加入2～3份甲基丙烯酸甲酯，搅拌混匀，在氮气气氛下，加入0.006～0.008份漆酶、0.002～0.003份乙酰丙酮和0.002～0.003份过氧化氢酶，然后逐滴滴入0.003～0.004份双氧水，35～40℃搅拌反应3～4小时，调整ph至中性，即得改性棉浆。
23.优选的，步骤(3)中，改性棉浆与预混浆料的质量比为100：15～25。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.(1)本发明以漂白棉浆配抄高端生活用纸，具体来说，漂白棉浆经甲基丙烯酸甲酯进行部分接枝修饰，制成改性棉浆，再将改性棉浆与细菌纤维素为主的预混浆料混合均匀得到混合浆，最后抄造获得高端生活用纸。本发明所得高端生活用纸具有棉浆纸天然具有的柔软性，并具有良好的韧性和抗菌性，符合消费者的高品质用纸追求，市场前景广阔。
26.(2)本发明的技术关键之一在于漂白棉浆的部分接枝修饰，采用甲基丙烯酸甲酯对漂白棉浆中的纤维素进行部分接枝修饰后，在纤维素分子上引入长链，大大提高了产品的韧性。另外，本发明预混浆料的主要成分为细菌纤维素，细菌纤维素为纳米级，相互交错无序排列形成微小孔隙，并且细菌纤维素可与棉纤维形成大量氢键，大大提高了产品的韧性。预混浆料中还包含改性混合粉，是以纳米二氧化硅和纳米白色电气石粉混合所得混合粉为原料，经聚赖氨酸改性处理而得，其中，纳米二氧化硅和纳米白色电气石粉具有一定的抗菌性，经聚赖氨酸改性处理后，一方面协同改善抗菌性，另一方面引入大量氨基，这些氨基可在碳化二亚胺的作用下与细菌纤维素反应，从而改善混合粉在体系中的均匀分散，保证产品的韧性和抗菌性。
具体实施方式
27.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例1
29.一种漂白棉浆配抄高端生活用纸的方法，具体步骤如下：
30.(1)先将0.8kg纳米二氧化硅和0.15g纳米白色电气石粉混合均匀得到混合粉，接着将混合粉超声波分散于0.8kg体积浓度80％乙醇水溶液中，得到悬浊液，然后边搅拌边将2kg质量浓度80％赖氨酸单体预混液匀速缓慢滴加至悬浊液中，滴加完毕后继续搅拌20分钟，离心，干燥，得到改性混合粉；
31.(2)再取1kg改性混合粉和0.2kg碳化二亚胺加入5.5kg细菌纤维素浆中，400w超声波振荡处理60分钟，得到预混浆料；
32.(3)然后以棉花为原料，制成漂白棉浆，接着将漂白棉浆利用甲基丙烯酸甲酯进行部分接枝修饰，得到改性棉浆，最后将10kg改性棉浆与1.5kg预混浆料混合均匀得到混合浆，抄造，即得高端生活用纸。
33.其中，步骤(1)中，超声波分散的工艺条件为：400w超声波分散20分钟。
34.赖氨酸单体预混液的滴加时间为30分钟。赖氨酸单体预混液的制备方法如下：先将0.6kg l-赖氨酸加入0.4kg质量浓度35％磷酸溶液中，搅拌混匀，抽真空，加热至200℃，反应80分钟，冷却至80℃，加入2kg体积浓度80％乙醇水溶液，充分搅拌，即得所述的赖氨酸单体预混液。
35.步骤(2)中，细菌纤维素浆的制备方法如下：先利用木葡糖酸醋杆菌atcc23768(购自上海研生实业有限公司)发酵产细菌纤维素膜，再将细菌纤维素膜利用质量浓度5％氢氧化钠溶液充分溶胀，最后加水打浆处理，得到质量浓度7％的细菌纤维素浆。
36.发酵的具体方法为：先将18g葡萄糖、3.5g蛋白胨、4g酵母粉和1.2g一水合柠檬酸加入1000g水中，搅拌至完全溶解，灭菌，调节ph＝4.8，得到培养基，然后以2.5％体积接种量向培养基中接种活化的木葡糖酸醋杆菌，28℃静置培养10天，即得细菌纤维素膜。
37.溶胀的具体方法为：将细菌纤维素膜完全浸泡于煮沸的氢氧化钠溶液中，煮沸状态下处理110分钟，取出后水洗至中性。
38.加水打浆时水的用量为溶胀后细菌纤维素膜重量的22倍。
39.步骤(3)中，漂白棉浆的制备方法如下：先将2.5kg棉花开棉、除杂，并完全浸没于28kg饱和碳酸钠溶液中，接着加入1kg木聚糖酶和3kg双氧水，静置浸渍3小时，接着加热至沸腾，并在沸腾状态下蒸煮12小时，漂洗，碎浆，除渣，高频疏解，磨浆，筛浆，即得漂白棉浆。
40.步骤(3)中，改性棉浆的制备方法如下：先将10kg漂白棉浆的ph调整至4，接着加入0.3kg甲基丙烯酸甲酯，搅拌混匀，在氮气气氛下，加入0.6g漆酶、0.3g乙酰丙酮和0.2g过氧化氢酶，然后逐滴滴入0.4g双氧水，35℃搅拌反应4小时，调整ph至中性，即得改性棉浆。
41.实施例2
42.一种漂白棉浆配抄高端生活用纸的方法，具体步骤如下：
43.(1)先将1kg纳米二氧化硅和0.1g纳米白色电气石粉混合均匀得到混合粉，接着将
混合粉超声波分散于1kg体积浓度70％乙醇水溶液中，得到悬浊液，然后边搅拌边将2.2kg质量浓度70％赖氨酸单体预混液匀速缓慢滴加至悬浊液中，滴加完毕后继续搅拌30分钟，离心，干燥，得到改性混合粉；
44.(2)再取0.8kg改性混合粉和0.3kg碳化二亚胺加入5kg细菌纤维素浆中，500w超声波振荡处理50分钟，得到预混浆料；
45.(3)然后以棉花为原料，制成漂白棉浆，接着将漂白棉浆利用甲基丙烯酸甲酯进行部分接枝修饰，得到改性棉浆，最后将10kg改性棉浆与2.5kg预混浆料混合均匀得到混合浆，抄造，即得高端生活用纸。
46.其中，步骤(1)中，超声波分散的工艺条件为：300w超声波分散30分钟。
47.赖氨酸单体预混液的滴加时间为20分钟。赖氨酸单体预混液的制备方法如下：先将0.8kg l-赖氨酸加入0.3kg质量浓度45％磷酸溶液中，搅拌混匀，抽真空，加热至190℃，反应100分钟，冷却至70℃，加入2.5kg体积浓度70％乙醇水溶液，充分搅拌，即得所述的赖氨酸单体预混液。
48.步骤(2)中，细菌纤维素浆的制备方法如下：先利用木葡糖酸醋杆菌atcc23768(购自上海研生实业有限公司)发酵产细菌纤维素膜，再将细菌纤维素膜利用质量浓度7％氢氧化钠溶液充分溶胀，最后加水打浆处理，得到质量浓度5％的细菌纤维素浆。
49.发酵的具体方法为：先将20g葡萄糖、2.5g蛋白胨、6g酵母粉和0.8g一水合柠檬酸加入1000g水中，搅拌至完全溶解，灭菌，调节ph＝5，得到培养基，然后以1.5％体积接种量向培养基中接种活化的木葡糖酸醋杆菌，30℃静置培养8天，即得细菌纤维素膜。
50.溶胀的具体方法为：将细菌纤维素膜完全浸泡于煮沸的氢氧化钠溶液中，煮沸状态下处理130分钟，取出后水洗至中性。
51.加水打浆时水的用量为溶胀后细菌纤维素膜重量的20倍。
52.步骤(3)中，漂白棉浆的制备方法如下：先将3.5kg棉花开棉、除杂，并完全浸没于26kg饱和碳酸钠溶液中，接着加入1.2kg木聚糖酶和2kg双氧水，静置浸渍4小时，接着加热至沸腾，并在沸腾状态下蒸煮10小时，漂洗，碎浆，除渣，高频疏解，磨浆，筛浆，即得漂白棉浆。
53.步骤(3)中，改性棉浆的制备方法如下：先将10kg漂白棉浆的ph调整至5，接着加入0.2kg甲基丙烯酸甲酯，搅拌混匀，在氮气气氛下，加入0.8g漆酶、0.2g乙酰丙酮和0.3g过氧化氢酶，然后逐滴滴入0.3g双氧水，40℃搅拌反应3小时，调整ph至中性，即得改性棉浆。
54.实施例3
55.一种漂白棉浆配抄高端生活用纸的方法，具体步骤如下：
56.(1)先将0.9kg纳米二氧化硅和0.12g纳米白色电气石粉混合均匀得到混合粉，接着将混合粉超声波分散于0.9kg体积浓度75％乙醇水溶液中，得到悬浊液，然后边搅拌边将2.1kg质量浓度75％赖氨酸单体预混液匀速缓慢滴加至悬浊液中，滴加完毕后继续搅拌25分钟，离心，干燥，得到改性混合粉；
57.(2)再取0.9kg改性混合粉和0.25kg碳化二亚胺加入5.2kg细菌纤维素浆中，500w超声波振荡处理55分钟，得到预混浆料；
58.(3)然后以棉花为原料，制成漂白棉浆，接着将漂白棉浆利用甲基丙烯酸甲酯进行部分接枝修饰，得到改性棉浆，最后将10kg改性棉浆与2kg预混浆料混合均匀得到混合浆，
抄造，即得高端生活用纸。
59.其中，步骤(1)中，超声波分散的工艺条件为：400w超声波分散25分钟。
60.赖氨酸单体预混液的滴加时间为25分钟。赖氨酸单体预混液的制备方法如下：先将0.7kg l-赖氨酸加入0.35kg质量浓度40％磷酸溶液中，搅拌混匀，抽真空，加热至195℃，反应90分钟，冷却至75℃，加入2.2kg体积浓度75％乙醇水溶液，充分搅拌，即得所述的赖氨酸单体预混液。
61.步骤(2)中，细菌纤维素浆的制备方法如下：先利用木葡糖酸醋杆菌atcc23768(购自上海研生实业有限公司)发酵产细菌纤维素膜，再将细菌纤维素膜利用质量浓度6％氢氧化钠溶液充分溶胀，最后加水打浆处理，得到质量浓度6％的细菌纤维素浆。
62.发酵的具体方法为：先将19g葡萄糖、3g蛋白胨、5g酵母粉和1g一水合柠檬酸加入1000g水中，搅拌至完全溶解，灭菌，调节ph＝4.9，得到培养基，然后以2％体积接种量向培养基中接种活化的木葡糖酸醋杆菌，29℃静置培养9天，即得细菌纤维素膜。
63.溶胀的具体方法为：将细菌纤维素膜完全浸泡于煮沸的氢氧化钠溶液中，煮沸状态下处理120分钟，取出后水洗至中性。
64.加水打浆时水的用量为溶胀后细菌纤维素膜重量的21倍。
65.步骤(3)中，漂白棉浆的制备方法如下：先将3kg棉花开棉、除杂，并完全浸没于27kg饱和碳酸钠溶液中，接着加入1.1kg木聚糖酶和2.5kg双氧水，静置浸渍3.5小时，接着加热至沸腾，并在沸腾状态下蒸煮11小时，漂洗，碎浆，除渣，高频疏解，磨浆，筛浆，即得漂白棉浆。
66.步骤(3)中，改性棉浆的制备方法如下：先将10kg漂白棉浆的ph调整至4.5，接着加入0.25kg甲基丙烯酸甲酯，搅拌混匀，在氮气气氛下，加入0.7g漆酶、0.25g乙酰丙酮和0.25g过氧化氢酶，然后逐滴滴入0.35g双氧水，38℃搅拌反应3.5小时，调整ph至中性，即得改性棉浆。
67.对比例1
68.一种生活用纸的制备方法，具体步骤如下：
69.(1)先将0.8kg纳米二氧化硅和0.15g纳米白色电气石粉混合均匀得到混合粉，接着将混合粉超声波分散于0.8kg体积浓度80％乙醇水溶液中，得到悬浊液，然后边搅拌边将2kg质量浓度80％赖氨酸单体预混液匀速缓慢滴加至悬浊液中，滴加完毕后继续搅拌20分钟，离心，干燥，得到改性混合粉；
70.(2)再取1kg改性混合粉和0.2kg碳化二亚胺加入5.5kg细菌纤维素浆中，400w超声波振荡处理60分钟，得到预混浆料；
71.(3)然后以棉花为原料，制成漂白棉浆，最后将10kg漂白棉浆与1.5kg预混浆料混合均匀得到混合浆，抄造，即得生活用纸。
72.其中，步骤(1)中，超声波分散的工艺条件为：400w超声波分散20分钟。
73.赖氨酸单体预混液的滴加时间为30分钟。赖氨酸单体预混液的制备方法如下：先将0.6kg l-赖氨酸加入0.4kg质量浓度35％磷酸溶液中，搅拌混匀，抽真空，加热至200℃，反应80分钟，冷却至80℃，加入2kg体积浓度80％乙醇水溶液，充分搅拌，即得所述的赖氨酸单体预混液。
74.步骤(2)中，细菌纤维素浆的制备方法如下：先利用木葡糖酸醋杆菌atcc23768(购
自上海研生实业有限公司)发酵产细菌纤维素膜，再将细菌纤维素膜利用质量浓度5％氢氧化钠溶液充分溶胀，最后加水打浆处理，得到质量浓度7％的细菌纤维素浆。
75.发酵的具体方法为：先将18g葡萄糖、3.5g蛋白胨、4g酵母粉和1.2g一水合柠檬酸加入1000g水中，搅拌至完全溶解，灭菌，调节ph＝4.8，得到培养基，然后以2.5％体积接种量向培养基中接种活化的木葡糖酸醋杆菌，28℃静置培养10天，即得细菌纤维素膜。
76.溶胀的具体方法为：将细菌纤维素膜完全浸泡于煮沸的氢氧化钠溶液中，煮沸状态下处理110分钟，取出后水洗至中性。
77.加水打浆时水的用量为溶胀后细菌纤维素膜重量的22倍。
78.步骤(3)中，漂白棉浆的制备方法如下：先将2.5kg棉花开棉、除杂，并完全浸没于28kg饱和碳酸钠溶液中，接着加入1kg木聚糖酶和3kg双氧水，静置浸渍3小时，接着加热至沸腾，并在沸腾状态下蒸煮12小时，漂洗，碎浆，除渣，高频疏解，磨浆，筛浆，即得漂白棉浆。
79.对比例2
80.一种生活用纸的制备方法，具体步骤如下：
81.(1)先将0.8kg纳米二氧化硅和0.15g纳米白色电气石粉混合均匀得到混合粉；
82.(2)再取1kg混合粉加入5.5kg细菌纤维素浆中，400w超声波振荡处理60分钟，得到预混浆料；
83.(3)然后以棉花为原料，制成漂白棉浆，接着将漂白棉浆利用甲基丙烯酸甲酯进行部分接枝修饰，得到改性棉浆，最后将10kg改性棉浆与1.5kg预混浆料混合均匀得到混合浆，抄造，即得生活用纸。
84.其中，步骤(2)中，细菌纤维素浆的制备方法如下：先利用木葡糖酸醋杆菌atcc23768(购自上海研生实业有限公司)发酵产细菌纤维素膜，再将细菌纤维素膜利用质量浓度5％氢氧化钠溶液充分溶胀，最后加水打浆处理，得到质量浓度7％的细菌纤维素浆。
85.发酵的具体方法为：先将18g葡萄糖、3.5g蛋白胨、4g酵母粉和1.2g一水合柠檬酸加入1000g水中，搅拌至完全溶解，灭菌，调节ph＝4.8，得到培养基，然后以2.5％体积接种量向培养基中接种活化的木葡糖酸醋杆菌，28℃静置培养10天，即得细菌纤维素膜。
86.溶胀的具体方法为：将细菌纤维素膜完全浸泡于煮沸的氢氧化钠溶液中，煮沸状态下处理110分钟，取出后水洗至中性。
87.加水打浆时水的用量为溶胀后细菌纤维素膜重量的22倍。
88.步骤(3)中，漂白棉浆的制备方法如下：先将2.5kg棉花开棉、除杂，并完全浸没于28kg饱和碳酸钠溶液中，接着加入1kg木聚糖酶和3kg双氧水，静置浸渍3小时，接着加热至沸腾，并在沸腾状态下蒸煮12小时，漂洗，碎浆，除渣，高频疏解，磨浆，筛浆，即得漂白棉浆。
89.步骤(3)中，改性棉浆的制备方法如下：先将10kg漂白棉浆的ph调整至4，接着加入0.3kg甲基丙烯酸甲酯，搅拌混匀，在氮气气氛下，加入0.6g漆酶、0.3g乙酰丙酮和0.2g过氧化氢酶，然后逐滴滴入0.4g双氧水，35℃搅拌反应4小时，调整ph至中性，即得改性棉浆。
90.分别对实施例1～3和对比例1、2所得生活用纸进行性能测试，结果见表1。
91.其中，抗张强度的检测依照gb/t453-2002，湿抗张强度的检测依照gb/t465.2-2008，抗菌性检测依照gb4789.2-2016。
92.表1.性能测试结果
[0093][0094]
由表1可知，实施例1～3所得生活用纸的抗张强度和湿抗张强度大，说明韧性较好，菌落总数和大肠菌群少，抗菌性好。
[0095]
对比例1略去漂白棉浆改性处理，对比例2在制备预混浆料略去聚赖氨酸修饰，所得生活用纸的韧性变差，对比例2的抗菌性变差，说明漂白棉浆和预混浆料配抄协同改善产品的韧性，聚赖氨酸修饰有助于改善产品的韧性，预混浆料中的纳米材料与聚赖氨酸协同改善抗菌性。
[0096]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0097]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。