制备吸收性纸张的方法及该吸收性纸张

摘要

一种制备吸收性纸张的方法，包括如下步骤：设计所需制备吸收性纸张的三维实体造型；对该吸收性纸张的三维实体造型依次进行离散处理和切片分层获得每一层截面的轮廓信息；以纤维材料和粘合剂作为原材料，依据每一层截面的轮廓信息进行三维印刷，使纤维材料和粘合剂交替喷洒出来，最终吸收性纸张被打印成型，该纤维材料中主要含有细小纤维，且细小纤维的质量百分含量不低于90%，该细小纤维为植物纤维浆料中可通过200目筛网的粒子部分。本发明还提供应用上述方法制得的吸收性纸张。本发明合理利用了植物纤维浆料中的细小纤维，避免了植物纤维浆料中细小纤维给制浆造纸生产过程所带来的不利影响和对成纸性能的影响。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备吸收性纸张的方法及应该方法制得的吸收性纸张。

背景技术

吸收性纸张，如吸水纸、吸油纸、厨房用纸、擦手纸、纸巾纸、卫生纸等，其主要功能为擦拭及吸收液体。现有的制造吸收性纸张的原材料为植物纤维原料，如木材纤维、稻麦草纤维、竹纤维、麻纤维等，上述植物纤维原料经过各种制浆工艺如机械法、化学法或机械和化学相结合的方法制成植物纤维浆料，在制浆工段中，浆料还会经过各种处理过程，如除杂、清洗、漂白、磨浆等。由制浆工段处理好的浆料经过备浆、上网成形、压榨脱水、干燥等抄造工序形成吸收性纸张。

由制浆工段处理好的用于制造吸收性纸张的植物纤维浆料通常含有细小纤维，一般认为通过200目筛网的粒子为细小纤维（目是指筛网每英寸（25.4mm）长度上所具有的网眼数，200目筛网对应的筛孔尺寸为75μm）。然而，植物纤维浆料中细小纤维的存在不但给纸张的生产过程造成了不良影响，而且还会影响成纸的性能。例如，细小纤维容易流失至制浆造纸过程的白水中，难以回收，造成纤维原料浪费的同时也给水处理及回用造成一定程度的困扰；浆料中的细小纤维在造纸工序中容易堵塞网毯，造成脱水不畅及网毯的清洗频次增加；浆料中的细小纤维的存在会导致浆料滤水性能下降，影响成形纸张的均一性；由于细小纤维之间及其与纤维之间的氢键结合力较低，细小纤维的存在也在一定程度上影响了成纸的强度性能，使得成纸强度较低，容易出现掉毛掉粉现象，同时导致纸张生产过程中产生的粉尘过多等。

发明内容

有鉴于此，提供一种纸张的制备方法，其可有效利用细小纤维，且不会对纸张性能造成不良影响。

一种制备吸收性纸张的方法，包括如下步骤：

设计所需制备吸收性纸张的三维实体造型；

对该吸收性纸张的三维实体造型依次进行离散处理和切片分层获得每一层截面的轮廓信息；

以纤维材料和粘合剂作为原材料，依据每一层截面的轮廓信息进行三维印刷，使纤维材料和粘合剂交替喷洒出来，最终吸收性纸张被打印成型，该纤维材料中主要含有细小纤维，且细小纤维的质量百分含量不低于90%，该细小纤维为植物纤维浆料中可通过200目筛网的粒子部分。

一种上述方法制得的吸收性纸张，该纸张纤维中含有质量百分含量不低于90%的细小纤维，该细小纤维为植物纤维浆料中可通过200目筛网的粒子部分。

本发明合理利用了植物纤维浆料中的细小纤维，避免了植物纤维浆料中细小纤维给制浆造纸生产过程所带来的不利影响。通过将细小纤维与粘结剂结合，解决了常规纸张中细小纤维之间结合力较小导致的纸张强度低的问题，杜绝了纸张掉毛掉粉的现象；且细小纤维具有孔隙度高，吸收性能好的优点，因此纸张制备过程中所添加的化学药品种类少，不仅节降了生产成本，也降低了吸收性纸张在使用过程中对人体的危害以及废弃的纸张对环境的污染。此外，本发明采用三维印刷技术制备吸收性纸张，减少了吸收性纸张成型所需要的工序，缩短了吸收性纸张的成型时间，提高了生产效率。

具体实施方式

本发明制备吸收性纸张的方法，利用快速成型工艺中的三维印刷法，以纤维材料和粘合剂作为三维印刷的原材料，通过交替喷洒一层粘合剂和一层纤维材料，使纤维材料层与粘合剂层交替形成，最终吸收性纸张被打印成型。

本发明中三维印刷使用的纤维材料中主要含有细小纤维，且细小纤维的质量百分含量不低于90%，该细小纤维为植物纤维浆料中可通过200目筛网的粒子部分。也即本发明使用的纤维材料可为100%的细小纤维，也可为细小纤维与其他不可通过200目筛网的纤维的混合物，且混合物中细小纤维的质量百分含量大于等于90%。

该细小纤维可采用如下步骤获得：采用压力筛分离法将植物纤维浆料的细小纤维和其他纤维进行分离，收集分离后的细小纤维经脱水、干燥、分散等处理步骤即得到了本发明的制造吸收性纸张的主材料。

该粘合剂为三维印刷技术常规使用的各种粘合剂，优选为水溶性胶。

所述吸收性纸张成型的工艺过程为：（1）利用计算机辅助设计软件如Pro/E、SolidWorks、Unigraphics、AutoCAD等创建吸收性纸张模型的三维实体造型；（2）将创建好的吸收性纸张的三维实体造型进行离散处理，即将吸收性纸张的三维实体造型用一系列微小三角形平面来近似模拟，每个小三角形以三个顶点坐标和一个法向量来描述；（3）将吸收性纸张三维实体造型进行分层处理：确定合适的制造方向后，在成型高度的方向上用一系列固定间隔的平面切割被离散过的三维实体造型，以便提取每一层截面的轮廓信息；（4）将处理过的信息及数据输入三维印刷设备进行制造，设备根据切片处理的截面轮廓交替喷洒纤维材料和粘合剂进行逐层成型。

三维印刷技术使用的三维印刷设备中设置有至少一供料缸用以容置纤维材料，至少一粘合剂喷头用以容置粘合剂，铺料辊，成型缸。该吸收性纸张的一体成型主要包括三个步骤：（1）供料缸送料；（2）铺料辊铺料；（3）喷射粘结剂。由供料缸推出一定量的纤维材料，由铺料辊将纤维材料推至成型缸铺平并压实，粘结剂喷头在计算机的控制下，按照一个截面的二维几何信息进行运动，有选择地喷射粘结剂，在每一层粘结完毕后，成型缸下降一个距离（等于层厚），供料缸上升一段高度，推出纤维材料，如此周而复始地送料、铺料、喷射粘结剂。铺料辊铺料时多余的纤维材料被收集装置收集。最终完成一个三维吸收性纸张的成型。

可以理解的，本发明所提供的吸收性纸张中还可以含有造纸助剂（如湿强剂），该造纸助剂可与纤维材料混合放置于供料缸中，成型过程中随纤维材料一同喷出，或该造纸助剂单独存放在一供料缸中，在成型过程中根据需要进行喷洒。

一种应用上述方法制得的吸收性纸张，该纸张纤维中含有质量百分含量不低于90%的细小纤维，该细小纤维为植物纤维浆料中可通过200目筛网的粒子部分。

本发明合理利用了植物纤维浆料中的细小纤维，避免了植物纤维浆料中细小纤维给制浆造纸生产过程所带来的不利影响，提高了生产效率，节降了生产成本，优化了生产环境。

本发明通过将细小纤维与粘结剂结合，解决了常规纸张中细小纤维之间结合力较小导致的纸张强度低的问题，杜绝了纸张掉毛掉粉的现象；且细小纤维具有孔隙度高，吸收性能好的优点，因此纸张制备过程中所添加的化学药品种类少，不仅节降了生产成本，也降低了吸收性纸张在使用过程中对人体的危害以及废弃的纸张对环境的污染。

此外，本发明采用三维印刷技术制备吸收性纸张，减少了吸收性纸张成型所需要的工序，缩短了吸收性纸张的成型时间，提高了生产效率。

另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。