专利名称：聚乳酸纤维成形纸及制备方法
技术领域：
本申请涉及烟用纸张的制备领域，具体属于成形纸制备领域。
背景技术：
成形纸属工业用薄型特种纸类，是香烟用的辅助材料，主要应用于烟草行业香烟过滤嘴中包裹丝束，然后通过接装纸将烟支和滤棒粘接即成为过滤嘴香烟，滤棒成形纸的主要作用为包覆丝束、过滤稀释主流烟气、改善口味，减少想烟对人体的危害。现有成形纸与普通造纸行业一样，所用原料主要是木材纤维，对森林资源的消耗较大，随着市场对高质量和高档次纸产品需求的迅猛增加，对木浆的需求增长较快，国内原料供不应求，不得不大量依赖于进口。近年来，在中国造纸业原料中，尽管对木浆的消耗比例有所上升，但与国际发达国家造纸工业的木浆平均消耗94%相比，依然存在较大差距，其 主要原因是中国森林资源匮乏，而近年来木材资源又源源不断地流向国外，不仅制约了中国造纸业的健康发展，同时也加重了环境保护方面的负担。目前中国的森林覆盖率只相当于世界平均水平的61. 3%，而且质量不高，林龄结构不合理，而造纸业是木材使用大户，世界每年消耗的森林资源中，有40%用于造纸，而中国目前造纸用材仅占中国所消耗森林资源的6. 7%，这不仅导致了国产木浆供应不足，而且直接影响了造纸原料结构的调整和纸产品质量的提高。采用废纸替代原木浆作为造纸原料虽能在一定程度上缓解原料不足的现状，但由于废纸回收网点少、回收价格过低和废纸所能产生的经济效益不明显等原因，不能从根本上解决纸浆原料不足的问题，所以不得不大量依赖进口。为解决这些矛盾，在满足纸张特殊使用要求的前提下，积极寻求安全、来源广泛、成本合理的成形纸原料替代品是保证和促进卷烟行业稳定发展的重要工作之一。现有的成形纸除了存在上述普通造纸行业的基础问题外，由于其运用领域的特殊性，还存在以下问题。掉毛掉粉现象，通常的表现为在机械力的作用下从纸面或边缘脱落下细小纤维、碎屑、填料粒子和施胶剂等，当纸的表面张力小于外界机械作用力时就会产生这种现象，也就是说，掉毛是单根纤维从纸面上脱落下来；掉粉是纸张在摩擦、弯曲、冲击或振动下使细小纤维碎屑以及填料粒子等从纸面或边缘脱落下来。实际生产中随着滤棒成型机速度的提高，滤棒成形纸掉毛掉粉现象越来越突出，其原因主要有以下几个
①原材料的影响现有的成形纸通常是采用造纸用的植物纤维来制备，为了提高纸张纤维间结合力，使纸张的抗张强度和耐破度较好，会选用细胞壁较薄的长纤维作为原料，其在打浆及成纸过程中纤维容易扁塌，从而在纤维与纤维之间形成较大的接触面，纸页干燥时纤维的结合强度就好，这意味着这种纤维在打浆时容易使纤维的表面积增加，从而纤维的结合强度也就增加，因此，增加长纤维配比有利于减少掉毛掉粉现象，但长纤维过多又会影响纸张的平整度，导致滤棒的圆周率和粘合性能降低，如何进行合理平衡一直是成形纸制造中的难题。②填料的影响填料是生产滤棒成形纸的重要辅料之，它对滤棒成形纸的抗张强度、纸的表面性能，和卷制滤棒的粘口质量均有很大影响，通常使用的填料是碳酸钙、高岭土等。由于填料分散于纤维之间，阻碍了纤维的相互靠近，减少了纤维间相互的联接，减少了纤维间的相对结合面积，导致纤维结合力的降低，从而使纸张的物理强度下降，引起掉粉现象。③烘干温度的影响湿纸页进入干燥工艺时，温度太高容易使纤维粘附，破坏纸页的表面强度，导致纸的表面起毛，引起掉毛掉粉。成形纸在卷烟中应用的最主要性能是透气度，这直接影响到香烟的抽吸品质及烟气口感，透气度的变化又会直接影响成形纸的抗张及撕裂强度，所以，为保证滤棒成形纸能在高速成型机上平稳运行，不能单纯追求透气度或强度指标，而应注重整幅的均匀性，防止强度指标的变异系数过大，造成上机运行时出现在强度最小值处断裂的问题。
发明内容
为解决传统成形纸掉毛掉粉的缺陷，并且一定程度上缓解传统成形纸生产对资源 的过度消耗，本发明的目的在于提供一种采用聚乳酸纤维作为原料的成形纸及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术手段聚乳酸纤维成形纸，其特征在于，按照重量份数计算，含有聚乳酸纤维15-65份，白度为80-85%的阔叶木纤维15-20份，聚酯纤维10-15份，所述聚乳酸纤维的长度为4-6mm，纤度为1-5D ;所述聚酯纤维的长度为4-10mm，纤度为O. 5-1. 4D ;所述成形纸的定量为10_50g，透气度为500-50000um/pa. S。为提高成形纸的透气度和助留功能，在所述成形纸中添加O. 05-0. 15份的瓜尔胶。为提高成形纸的柔韧度，在所述成形纸中添加O. 05-0. 10份聚丙烯酰胺。聚乳酸纤维成形纸的制备方法，包括备料工艺、纸机设计工艺，纸机参数调节工艺及现场控制，其特征在于，所述备料工艺的具体步骤为
①选用规格为l-roX4-6mm的聚乳酸纤维15-65份,米用槽式打衆机进行游离打浆，打浆浓度为1_2%，分次打浆，首先采用5-7kg的打浆压力打浆5-10min后，再换成打浆压力2-3kg下打浆50-60min，打浆度为9-12° SR，湿重6_8g ；
②白度为80-85%、纤维长度为O.8-2. Omm阔叶木浆15-20份，采用黏状打浆，打浆度为 40 50° SR，湿重 6-8g;
③将上述乳酸纤维浆液和阔叶木浆混合后加入聚酯纤维10-15份，混合均匀制成悬浮状纸浆；
④使用斜网纸机进行抄造；
⑤使用真空辊和压榨辊进行压榨，出来的湿纸页含有80%水份，通过调节压榨与网部的速差把湿纸页在纵向拉伸，使纤维呈纵向排布，纤维之间的孔隙呈纵向，提高透气度；
⑥使用单网单缸的烘缸组进行干燥，开始两个烘缸的温度在70-75°C，之后检测纸幅干度，干度超过50%后，将后续烘缸的温度调节到80-85°C，直至达到使用要求。为提高生产效率，步骤①中对聚乳酸纤维进行打浆时采用4_5kg的打浆压力打浆60-70min，至打浆度为11° SR。本发明的有益效果在于a、本发明充分利用了聚乳酸纤维相容性好、安全无毒的特性、无刺激性、抄造性能较好的特点，用其作为成形纸的主要原料，替换现有成形纸大量使用木浆，可减少对木材资源的消耗，同时由于其具有生物降解性，可减少对环境的影响。b、本发明所述成形纸的纸张纤维间结合力强，纸张的抗张强度和耐破度较好，聚乳酸纤维与聚酯纤维之间的结合强度好，有利于减少掉毛掉粉现象，并且添加了合适比例的短纤植物纤维，用于改善纸张的平整度，提高滤棒的圆周率和粘合性能。C、本发明所述成形纸在制备中进行干燥时，通过对前中后期烘缸温度的梯度控制，并根据实时对纸张干度的检测结果进行温度调整，能够有效防止湿纸页进入干燥工艺时，温度太高容易使纤维粘附，破坏纸页的表面强度，导致纸的表面起毛，引起掉毛掉粉的问题。
d、由于聚乳酸纤维在造纸工艺中并非添加量越多越好，虽然聚乳酸纤维增加，有利于提高成形纸的透气度，但会降低纸张的抗张指数、撕裂指数和耐折度，所以本发明中将聚乳酸纤维的添加量控制在一定范围，使成形纸的透气度和强度要求较为均匀，保证在满足香烟透气性能的前提下，能够在高速成型机上平稳运行，防止强度指标的变异系数过大，造成实际生产中出现断裂等影响正常生产的问题。
具体实施例方式实施例I
本实施例所述的聚乳酸纤维成形纸，按照重量份数计算，含有聚乳酸纤维15份，白度为80%的阔叶木纤维15份，聚酯纤维10份，所述聚乳酸纤维的长度为4mm，纤度为ID ;所述聚酯纤维的长度为4mm，纤度为O. 5D，并添加O. 05份的瓜尔胶。其制备方法包括备料工艺、纸机设计工艺，纸机参数调节工艺及现场控制，所述备料工艺的具体步骤为
①选用上述规格的聚乳酸纤维15份，采用槽式打浆机进行游离打浆，打浆浓度为1%，首先采用5kg的打浆压力打浆IOmin后，再换成打浆压力2kg下打浆60min，打浆度为9° SR，湿重 8g;
②选用上述规格的阔叶木浆15份，采用黏状打浆，打浆度为40°SR，湿重6g ；
③将上述聚乳酸纤维浆液和阔叶木浆混合后加入聚酯纤维10份，添加瓜尔胶混合均匀制成悬浮状纸浆；
④使用斜网纸机进行抄造；
⑤使用真空辊和压榨辊进行压榨，出来的湿纸页含有80%水份，通过调节压榨与网部的速差把湿纸页在纵向拉伸，使纤维呈纵向排布，纤维之间的孔隙呈纵向，提高透气度；
⑥使用单网单缸的烘缸组进行干燥，开始两个烘缸的温度在70°C，之后检测纸幅干度，干度超过50%后，将后续烘缸的温度调节到80°C，直至达到使用要求。所述成形纸的定量为IOg,透气度为500um/pa. S。实施例2
本实施例所述的聚乳酸纤维成形纸，按照重量份数计算，含有聚乳酸纤维65份，白度为85%的阔叶木纤维20份，聚酯纤维15份，所述聚乳酸纤维的长度为6mm，纤度为;所述聚酯纤维的长度为10mm，纤度为1.4D，并添加O. 10份聚丙烯酰胺。其制备方法包括备料工艺、纸机设计工艺，纸机参数调节工艺及现场控制，所述备料工艺的具体步骤为①选用上述规格的聚乳酸纤维65份，采用槽式打浆机进行游离打浆，使用4kg的打浆力打浆70min，至打浆度为11° SR湿重8g ；
②选用上述规格的阔叶木浆20份，采用黏状打浆，打浆度为50°SR，湿重8g ；
③将上述聚乳酸纤维浆液和阔叶木浆混合后加入聚酯纤维15份，添加聚丙烯酰胺混合均匀制成悬浮状纸浆；
④使用斜网纸机进行抄造；
⑤使用真空辊和压榨辊进行压榨，出来的湿纸页含有80%水份，通过调节压榨与网部的速差把湿纸页在纵向拉伸，使纤维呈纵向排布，纤维之间的孔隙呈纵向，提高透气度；
⑥使用单网单缸的烘缸组进行干燥，开始两个烘缸的温度在75°C，之后检测纸幅干度，干度超过50%后，将后续烘缸的温度调节到85°C，直至达到使用要求。
所述成形纸的定量为50g,透气度为50000um/pa. S。实施例3
本实施例所述的聚乳酸纤维成形纸，按照重量份数计算，含有聚乳酸纤维30份，白度为85%的阔叶木纤维18份，聚酯纤维13份，所述聚乳酸纤维的长度为5mm，纤度为3D ;所述聚酯纤维的长度为7mm，纤度为I. 0D,并添加O. 10份聚丙烯酰胺和O. 10份的瓜尔胶。其制备方法包括备料工艺、纸机设计工艺，纸机参数调节工艺及现场控制，所述备料工艺的具体步骤为
①选用上述规格的聚乳酸纤维30份，采用槽式打浆机进行游离打浆，使用5kg的打浆力打浆60min，至打浆度为11° SR湿重8g ；
②选用上述规格的阔叶木浆18份，采用黏状打浆，打浆度为40°SR，湿重8g ；
③将上述乳酸纤维浆液和阔叶木浆混合后加入聚酯纤维13份，添加入聚丙烯酰胺和的瓜尔胶，混合均匀制成悬浮状纸浆；
④使用斜网纸机进行抄造；
⑤使用真空辊和压榨辊进行压榨，出来的湿纸页含有80%水份，通过调节压榨与网部的速差把湿纸页在纵向拉伸，使纤维呈纵向排布，纤维之间的孔隙呈纵向，提高透气度；
⑥使用单网单缸的烘缸组进行干燥，开始两个烘缸的温度在75°C，之后检测纸幅干度，干度超过50%后，将后续烘缸的温度调节到85°C，直至达到使用要求。所述成形纸的定量为30g,透气度为8000um/pa. S。
权利要求
1.聚乳酸纤维成形纸，其特征在于，按照重量份数计算，含有聚乳酸纤维15-65份，白度为80-85%的阔叶木纤维15-20份，聚酯纤维10-15份；所述聚乳酸纤维的长度为4_6mm，纤度为1-5D ;所述聚酯纤维的长度为4-10mm，纤度为O. 5-1. 4D ;所述成形纸的定量为10_50g,透气度为 500-50000um/pa. S。
2.根据权利要求I所述的聚乳酸纤维成形纸，其特征在于，按照重量份数计算，在所述成形纸中添加O. 05-0. 15份的瓜尔胶。
3.根据权利要求I所述的聚乳酸纤维成形纸，其特征在于，按照重量份数计算，在所述成形纸中添加O. 05-0. 10份聚丙烯酰胺。
4.权利要求1-3所述聚乳酸纤维成形纸的制备方法，包括备料工艺、纸机设计工艺，纸机参数调节工艺及现场控制，其特征在于，所述备料工艺的具体步骤为 ①选用规格为HDX4-6mm的聚乳酸纤维15-65份,采用槽式打衆机进行游离打衆，打浆浓度为1_2%，首先采用5-7kg的打浆压力打浆5-10min后，再换成打浆压力2_3kg下打浆 50-60min，打浆度为 9-12° SR，湿重 6_8g ； ②白度为80-85%、纤维长度为O.8-2. Omm阔叶木浆15-20份，采用黏状打浆，打浆度为40 50° SR，湿重 6-8g; ③将上述聚乳酸纤维浆液和阔叶木浆混合后加入聚酯纤维10-15份，混合均匀制成悬浮状纸浆； ④使用斜网纸机进行抄造； ⑤使用真空辊和压榨辊进行压榨，出来的湿纸页含有80%水份，通过调节压榨与网部的速差把湿纸页在纵向拉伸，使纤维呈纵向排布，纤维之间的孔隙呈纵向，提高透气度； ⑥使用单网单缸的烘缸组进行干燥，开始两个烘缸的温度在70-75°C，之后检测纸幅干度，干度超过50%后，将后续烘缸的温度调节到80-85°C，直至达到使用要求。
5.根据权利要求4所述的聚乳酸纤维成形纸的制备方法，其特征在于，上述步骤①中对聚乳酸纤维进行打浆时采用一次打浆，使用4-5kg的打浆力打浆60-70min，至打浆度为11。SR。
全文摘要
本发明为解决传统成形纸掉毛掉粉的缺陷，并在一定程度上缓解传统成形纸生产对资源的过度消耗，提供了一种采用聚乳酸纤维作为原料的成形纸及其制备方法。本发明采用以下技术手段聚乳酸纤维成形纸，按照重量份数计算，含有聚乳酸纤维15-65份，白度为80-85%的阔叶木纤维15-20份，聚酯纤维10-15份，所述聚乳酸纤维的长度为4-6mm,纤度为1-5D；所述聚酯纤维的长度为4-10mm，纤度为0.5-1.4D；所述成形纸的定量为10-50g，透气度为500-50000um/pa.s。
文档编号D21H17/55GK102877355SQ2012104283
公开日2013年1月16日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者王涛, 谭国治, 王哓辉, 牟定荣, 魏宏, 代家红, 尹康德, 郭锦程, 赵剑, 武凯 申请人:红塔烟草(集团)有限责任公司, 云南恩典科技产业发展有限公司