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纺织用纸线原纸是将纸作为纺织原材料,经特定条件加工成一定宽度的纸条,再经过染色、并捻等特殊加工工艺,形成粗细不等、色彩各异的纸线,成功地应用于生产纺织品。纺织用纸线原纸要求具有定量低(16g/m2左右)、干湿强度高、伸长率大、纸页柔软、耐搓洗、可分切成窄幅盘纸等特点。本论文主要目的是应用湿法非织造布工艺将造纸与纺织两个传统行业结合起来,以造纸植物纤维为主要原料,配以适当比例的其它纤维,通过试验及分析研究,研制出满足上述质量指标要求的纸线原纸。
本研究从纸线原纸的质量指标要求出发,结合对日本进口纸线原纸组成、结构的分析,制定出相应的工艺路线,并通过单因素及正交试验,利用多媒体显微镜、纤维质量分析仪(FQA)、扫描电镜(SEM)、Zeta电位测定仪等测试手段,对植物纤维及非植物纤维的浆料处理方式、纤维配比、抄造条件、助剂优选及作用机理进行了研究。结果表明:在植物纤维(针叶木浆和棉浆纤维)中配加适当比例的非植物纤维(细菌纤维、水溶性纤维),能够显著提高纸线原纸的强度指标,这是由细菌纤维、水溶性纤维各自独特的结构特点以及它们与植物纤维的结合性能所决定。同时应用助剂的共用技术,根据协同作用原理,添加优选的化学助剂,纸线原纸基本达到了预期的物理性能指标。
通过研究试验,最终确定用湿法非织造布技术制造纸线原纸的最佳工艺条件如下:针叶木浆打浆度为75°SR,纤维长度2.468mm;棉浆打浆度为60°SR,纤维长度2.245mm;细菌纤维用标准分散器处理10000转;水溶性纤维水溶温度60℃,纤维长度4mm、纤度1.3dtex、强度4cN/dtex,与浆料混合后用PFI磨磨浆3500转。纤维配比为:
木浆纤维:棉浆纤维:细菌纤维:水溶性纤维=81:12:5:2。分散剂PEO用量为0.07%。湿强剂PAE用量为1.8%,与湿强剂PAE形成双元共用体系的CMC用量为0.3%,即PAE与CMC配伍比例为1:0.17。各种纤维原料的混合顺序为:木浆纤维→棉浆纤维→细菌纤维→水溶性纤维;各种化学助剂的添加顺序为:PEO→PAE→CMC。
抄造时干燥温度70℃~80℃。纸张熟化条件为:温度105℃,时间30min。在以上的小试工艺条件下,所研究的纸线原纸的主要物理性能指标为:干强抗张指数71.10N·m/g,湿强抗张指数为30.03N·m/g,撕裂指数为8.01mN·m2/g,耐折度能为460次、伸长率2.46%。原纸的质量较好,其物理性基本达到了进口纸样样品的强度指标水平,也达到了本研究预期的目的,具备中试的技术要求,形成了中试方案,可在许可的条件下进行中试。