专利名称：：造纸用增强纤维及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明属制浆造纸
技术领域：
，具体地说涉及一种造纸用增强纤维及其制备方法和应用。这种增强纤维可作为纸料组分直接在纸料制备工段添加。
背景技术：
：在生产高强度纸张时，或者为了避免提高成纸灰分而引起成纸强度变差时，由于现有的纸浆自身品质的限制，纸张的强度很难再有较大幅度的提升。对现有纸浆进行针对性的处理，以大幅度提高纸张的强度，为高强度纸张或提升灰分保持强度的研究开发提供了广阔的空间。为此，可用添加剂使纤维和纤维表面改性，赋予纤维新的性能以增加纤维之间的结合力。纤维细胞壁外表面对于建立纤维之间很强的结合是十分重要的。通过使用化学添加剂或通过其它化学改性的方法可以改变纤维外表面的化学性质，其中用阳离子聚电解质和阴离子聚电解质相继连续处理纸浆，从而在纸浆的单根纤维表面形成一聚电解质复合层即是一很好的方法。任何电荷相反的聚电解质之间都能形成复合层结构，在纤维表面形成这样一厚度在5—100nm的复合层，可改变纤维的性质，提高所得纸张的强度。
发明内容本发明的目的在于提供一种造纸用增强纤维及其制备方法和应用；该制备方法简单、安全，得到的造纸用增强纤维，可作为纸料组分以提高成纸强度。本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的一种造纸用增强纤维，其特征在于该造纸用增强纤维由纸浆与阳性聚电解质和阴性聚电解质复合而成，其中纸浆与聚电解质的质量比为100:1—100:20。本发明中，所述纸浆为由针叶材、阔叶材、棉、麻、禾草或农林废弃物为原料制得的纸浆中的任一种或几种的混合物。纸浆可以用化学法、机械法或化学机械法制得。所述阳性聚电解质为阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、聚酰胺聚胺一环氧氯丙垸、聚烯丙基胺盐酸、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的任一种或几种的混合物。所述阴性聚电解质为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、阴离子聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯磺酸钠、聚乙烯膦酸钠中的任一种或几种的混合物。一种造纸用增强纤维的制备方法，其特征在于该制备方法由阳性聚电解质和阴性聚电解质依次在纸浆的表面进行吸附，具体制备步骤如下1)在疏解充分的纸浆悬浮液中加入少量氯化钠，悬浮液中氯化钠浓度为0.005—0.015mol/L，将相对于绝干浆用量0.1_5%的阳性聚电解质加入纸浆悬浮液，搅拌5—20分钟，过滤洗绦；2)在疏解充分的纸浆悬浮液中加入少量氯化钠，悬浮液中氯化钠浓度为0.005—0.015mol/L，将相对于绝干浆用量0.1—5%的阴性聚电解质加入纸浆悬浮液，搅拌5—20分钟，过滤洗涤；得到造纸用增强纤维。本发明中，可以在步骤2)后再重复1到4次步骤1)和步骤2)，最后以步骤l)或步骤2)结束，均可得到造纸用增强纤维。本发明的造纸用增强纤维，其骨架是纸浆，具^M也说，是以木材类(以桦木、桉木、杨木、马尾松、云杉为特别优选)、禾草(以竹子、稻麦草、龙须草、芦苇、甘蔗渣为特别优选)、棉、麻和其它农林废弃物为原料，以化学法、机械法或化学机械法制得，或兼用其中的任几种纸浆组合后使用。其中化学法制得的纸浆采用苏打浆、硫酸盐浆、漂白硫酸盐浆、亚硫酸盐浆、漂白亚硫酸盐浆中的任一种或几种的混合物；机械法制得的纸桨采用木片磨木桨、磨石磨木桨、热磨机械桨中的任一种或几种的混合物；化学机械法制得的纸浆采用化学热磨机械浆、碱性过氧化氢机械浆、盘磨化学预处理的碱性过氧化氢机械浆、漂白化学热磨机械浆中的任一种或几种的混合物。本发明的造纸用增强纤维作为纸料组分在纸料制备工段中的应用。造纸用增强纤维作为纸料组分在纸料制备工段进行添加，增强纤维相对于绝干浆的添加量为1-100%。采用本发明的增强纤维，可以提高纸张强度。本发明对纸浆的增强方法可使得纤维表面包覆一聚电解质复合层。本发明的造纸用增强纤维具有可作为纸料组分直接使用、提高纸张强度的优点。具体实施例方式以下列举实施例更加具体地说明本发明，并且本发明不限于以下实施例。实施例1将20g漂白硫酸盐马尾松桨彻底疏解。然后在纸浆表面包裹上聚电解质复合层，聚电解质在纸浆上的吸附步骤为向纸桨悬浮液中加入氯化钠，调整到悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，加入2.0g阳离子淀粉并搅拌8分钟，过滤洗涤；再向上述纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，然后加入2.5g磷酸酯淀粉并搅拌8分钟，过滤洗涤。最后所得即为造纸用增强纤维。实施例2以与实施例1相同的方式得到造纸用增强纤维，除了在实施例1的吸附歩骤完成之后，再增加一个吸附步骤，即第三次向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为O.01mol/L，然后加入l.Og阳离子淀粉并搅拌8分钟，过滤洗涤。实施例3将20g漂白硫酸盐马尾松浆彻底疏解。然后在纸浆表面包裹上聚电解质复合层，聚电解质在纸浆上的吸附步骤为第一次向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整到悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，加入2.0g阳离子淀粉并搅拌8分钟，过滤洗涤；第二次再向上述纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L,然后加入2.5g磷酸酯淀粉并搅拌8分钟，过滤洗涤；第三次向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，然后加入l.Og阳离子淀粉并搅拌8分钟，过滤洗涤；再第四次向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，然后加入2.0g磷酸酯淀粉并搅拌8分钟，过滤洗涤；最后所得即为造纸用增强纤维。将实施例l一3所得增强纤维和空白样在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压搾器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸页强度。结果列于表l中。表l实验组空白实施例1实施例2实施例3增强纤维，％0100100100克重，g/m269.769.970.269.5抗张指数，N*m/g75.593.094.199.5Scott内结合强度，J/m2518.51180.01593.61947.9将实施例l一3所得增强纤维作为纸料组分，和其它纸浆混合后在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸页强度。同时进行一个空白样，即不添加增强纤维。结果列于表2中。表2实验组空白实施例1实施例2实施例3增强纤维，％0151515克重，g/m270.169.870.370.4抗张指数，N*m/g40.647.248.549.0Scott内结合强度，J/m2203.8229.6234.2235.7注空白的纤维配比为阔叶浆针叶浆BCTMP:损纸-55:15:10:20,其余的纤维配比为增强纤维阔叶浆针叶浆BCTMP:损纸=15:40:15:10:20。化学品添加0.03%CPAM,0.3%膨润土，碳酸钓9.0%,阳离子淀粉1.0%，AKD0.15%。实施例4将20g漂白硫酸盐桉木浆彻底疏解。然后在纸浆表面包裹上聚电解质复合层，聚电解质在纸浆上的吸附步骤为向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.008mol/L，加入0.5g聚烯丙基胺盐酸并搅拌12分钟，过滤洗涤；再向上述纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.008mol/L，然后加入1.0g羧甲基淀粉并搅拌9分钟，过滤洗涤。最后所得即为造纸用增强纤维。将所得增强纤维和空白样在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压搾器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸页强度。结果列于表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例5将20g漂白硫酸盐竹浆彻底疏解。然后在纸浆表面包裹上聚电解质复合层，聚电解质在纸浆上的吸附步骤为向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整到悬浮液中氯化钠浓度为0.012mol/L，加入0.3g聚酰胺聚胺一环氧氯丙垸并搅拌10分钟，过滤洗涤；再向上述纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.012mol/L，然后加入0.6g聚乙烯磺酸钠并搅拌10分钟，过滤洗涤。如此再重复吸附一次。最后所得即为造纸用增强纤维。将所得增强纤维和空白样在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸页强度。结果列于表4中。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例6将20g脱墨废报纸浆彻底疏解。然后在纸浆表面包裹上聚电解质复合层，聚电解质在纸浆上的吸附步骤为向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，加入l.Og聚烯丙基胺盐酸并搅拌IO分钟，过滤洗涤；再向上述纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，然后加入1.0g聚苯乙烯磺酸钠并搅拌6分钟，过滤洗涤；继续再向纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整悬浮液中氯化钠浓度为0.01mol/L，加入0.7g聚烯丙基胺盐酸并搅拌8分钟，过滤洗涤。最后所得即为造纸用增强纤维。将所得增强纤维和空白样在标准纸页成形器上抄片，经标准纸页压榨器压榨、风干、恒温恒湿处理后，测试纸页强度。结果列于表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、一种造纸用增强纤维，其特征在于该增强纤维由纸浆与阳性聚电解质和阴性聚电解质复合而成，其中纸浆与聚电解质的质量比为100∶1-100∶20。2、根据权利要求1所述的造纸用增强纤维，其特征在于所述纸浆为由针叶材、阔叶材、棉、麻、禾草或农林废弃物为原料制得的纸浆中的任一种或几种的混合物。3、根据权利要求1所述的造纸用增强纤维，其特征在于所述阳性聚电解质为阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、聚酰胺聚胺一环氧氯丙烷、聚烯丙基胺盐酸、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的任一种或几种的混合物。4、根据权利要求1所述的造纸用增强纤维，其特征在于所述阴性聚电解质为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、阴离子聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯磺酸钠、聚乙烯膦酸钠中的任一种或几种的混合物。5、一种权利要求1所述造纸用增强纤维的制备方法，其特征在于该制备方法由阳性聚电解质和阴性聚电解质依次在纸浆的表面进行吸附，具体制备歩骤如下1)在疏解充分的纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整到悬浮液中氯化钠浓度为0.005—0.015mol/L，将相对于绝干浆用量0.1—5%的阳性聚电解质加入纸浆悬浮液，搅拌后，过滤洗涤；2)再向在疏解充分的上述纸浆悬浮液中加入氯化钠，调整到悬悬浮液中氯化钠浓度为0.005—0.015mol/L，将相对于绝干浆用量0.1—5%的阴性聚电解质加入纸浆悬浮液，搅拌后，过滤洗涤；得到造纸用增强纤维。6、根据权利要求5所述的造纸用增强纤维的制备方法，其特征在于在步骤2)后再重复1到4次步骤1)和步骤2)，最后以步骤1)或步骤2)结束，得到造纸用增强纤维。7、根据权利要求5或6所述的造纸用增强纤维的制备方法，其特征在于步骤l)中，所述阳性聚电解质为阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、聚酰胺聚胺一环氧氯丙烷、聚烯丙基胺盐酸、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的任一种或几种的混合物。8、根据权利要求5或6所述的造纸用增强纤维的制备方法，其特征在于步骤2)中，所述阴性聚电解质为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、阴离子聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、磷酸酯淀粉、羧甲基淀粉、氧化淀粉、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙烯磺酸钠、聚乙烯膦酸钠中的任一种或几种的混合物。9、一种权利要求1所述的造纸用增强纤维作为纸料组分在纸料制备工段中的应用方法。10、根据权利要求9所述的造纸用增强纤维在纸料制备工段中的应用方法，其特征在于造纸用增强纤维直接作为纸料组分在纸料制备工段进行添加，造纸用增强纤维相对于绝干浆的添加量为1-100%。全文摘要本发明公开了一种造纸用增强纤维及其制备方法和应用，该增强纤维是以纸浆为骨架，通过与阳性聚电解质和阴性聚电解质交替复合而得到。其中纸浆与聚电解质的质量比为100∶1-100∶20。这种增强纤维在纸浆表面包覆了一聚电解质复合层，可直接作为纸料的组分在纸料制备工段进行添加，增强纤维相对于绝干浆的添加量为1-100％。上述增强纤维应用于纸张抄造，可显著提高所制备纸品的Scott内结合强度等指标。文档编号D21H11/00GK101613977SQ2009100318公开日2009年12月30日申请日期2009年7月15日优先权日2009年7月15日发明者刘翔飞,明张,王仁荣,剑陈,军黄申请人:金东纸业(江苏)股份有限公司