[发明专利]一种遇水易分散的纸张及其制备方法

说明书

本发明提供了一种遇水易分散的纸张及其制备方法，属于特种纸张技术领域。室温条件下，将本发明制备的遇水易分散的纸张（0.1 g）置于150 mL水中，在400 r/min及以上的的搅拌条件下，无需特定溶解条件（水温、水质等），8 s内即可充分分散在水中，水溶效果优异。所述遇水易分散纸张主要成分包括：化学浆、化学热磨机械浆、干强剂、分散剂、润湿剂和柔软剂。所述遇水易分散纸张的制备方法为：将上述主要成分通过长网纸机或圆网纸机抄造得到的遇水易分散的纸张，所述遇水易分散纸张定量为20‑100 g/m²，紧度0.15‑0.4 g/cm³，可广泛应用于环保包装、仓储、医疗、电子产品标识防伪、文化文创及数字印刷等领域，具有原料百分之百采用可生物降解的植物纤维，可使用现有的造纸工艺和设备来生产，过程简便，成本较低且遇水分散性优异等优势。

技术领域

本发明涉及特种纸张技术领域，具体是一种遇水易分散的纸张及其制备方法。

背景技术

纸张的强度主要来自纤维之间的氢键结合力和纤维本身的强度，其最主要是来自氢键。形成氢键结合强度的必要条件是纤维之间的距离要小于2.8 Å且有游离的羟基。对于同样的浆料纤维，纤维之间的距离对形成纸页强度至关重要。纸张润湿后，水分子进入纤维间隙，纤维之间的距离变大，纤维间稳固的氢键结合转变为松散的“水桥”结构，纤维间结合力大幅度下降直至失去强度。

遇水分散纸属于特种纸的一种，设计之初是用于情报保密领域，其物化性能与普通纸相近，其真正价值在于遇水分散性。在水中浸泡数分钟后可全部自行分散，在搅拌、冲刷等外力作用下分散更快。时至今日，水溶纸被广泛应用于电器元件、包装纸、保密纸、便签纸和风马纸等领域。

纸张遇水分散性检测方法为：将纸张（0.1 g）置于150 mL水中，在400 r/min及以上的的搅拌条件下，分散至无肉眼可见浆块，视为分散于水中 [Sagawa T,Tatsu H,Horiuti M. 水性分散液の製造法: WO, WO2004067579 A1[P]. 2004.]。

目前，常见遇水分散纸张商用名称为水溶纸，在水中分散时间为10-20 s。用以制备遇水分散纸的方法主体仍为湿法造纸的方法，使用的原料主要有水溶性无机纤维和纤维素醚。以水溶性无机纤维（如水溶性维尼纶纤维）为原料，在湿法造纸之前需将其制备成细纤维，上网、脱水后，在聚乙烯醇溶液中挂浆，再成纸（上网、脱水、烘干、压光）。原料预处理步骤繁琐，工艺复杂，成本较高，不易推广生产。由于原料自身性质限制，该方法制备的水溶纸对溶解条件有所要求（水温低于70°C），且原料依赖化石能源，成纸不易降解，易造成环境污染 [金周敏, 陈峰彪. 水溶纸及其制造方法:, CN 1337492 A[P]，2001.]。 纤维素醚为目前使用较多的遇水分散纸原料，制备过程包括纤维素醚酸化、成纸、纸张碱化。与无机纤维水溶纸的制备过程相似，纤维素醚基水溶纸原料预处理工艺繁琐，技术门槛极高，生产效率底下，且酸化过程对设备要求较高，易造成环境污染。除此之外，这类水溶纸成本高昂，难以大规模推广和应用 [杨玲,等；水溶纸浅议[J].纸和造纸,2019,38(03):38-40.]。此外，有研究者在聚乙烯醇中加入纳米纤维素和填料，制备出水溶性维伦纤维，以此为原料，添加分散剂，制成水溶纸。但仍存在工艺复杂，效率低，成本高昂，成纸难以降解，且遇水分散性较差等问题 [刘晓敏, 唐地源, 郑应福,等. 维纶纺丝原液及其制备方法,由其得到的水溶性维纶纤维和包含其的水溶纸:, CN109295522A[P]，2019.]。

因此，发明出一种遇水易分散的纸张及其生产方法，用于解决现有技术中，遇水分散纸无法采用传统造纸方法生产，生产过程工艺复杂繁琐，生产效率低下，成纸价格高昂，遇水分散性一般，分散后无法降解等缺陷，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种遇水易分散的纸张及其制备方法，用于解决现有技术中存在的缺陷。