一种含有花瓣的纸基装饰材料及其制备方法技术领域
本发明属于特种纤维制造技术领域,具体涉及一种含有花瓣的纸基装饰材料,本
发明还涉及该装饰材料的制备方法。
背景技术
含有花瓣的纸基装饰材料,是合成纤维、花瓣和植物纤维之间通过结合交织而制
成的一种绿色包装材料。花瓣装饰因为美观、赏心悦目而很受欢迎。随着人们生活质量的提
高和环保意识的提升,国人在购买商品时“绿色、环保”的概念正在不断加强,在“绿色设计”
革命中,时时追求体现环保意识,要求商品外包装设计新颖、美观。因此当今的环保纸品不
仅在材料中要体现安全性和人体保健性,还应体现出绿色环保和美丽时尚的设计理念。在
快速节奏的社会,许多环保纸袋品都以一种高度雷同的姿态呈现于公众面前,缺憾感染力
和号召力,而花瓣纸基装饰材料与环保纸品设计相融合,能够唤起人们心理的情感共鸣,传
达人性化的绿色环保理念。
花瓣装饰的纸基材料的主要用途之一就是用作购物袋。纸制购物袋无毒性,更容
易降解,并且具有美观新颖的外观色调等优点,因而深受大家的欢迎和青睐。随着人们环保
意识和爱美理念的提高,对装饰材料的要求越来越高,对某些特殊用途的产品,更有特殊的
质量要求,如要求有卫生纸的柔软性、包装纸板的防潮性、建筑用纸的阻燃性、精美印刷纸
的光泽度等,同时要求低消耗,可再利用、再循环和可降解。基于此发展趋势和发展方向,分
层复合抄造含有花瓣的装饰材料有以下方面的质量要求:第一,要有较高抗张强度以及耐
破度、撕裂度;作为特种包装材料,强度要求更高。第二,基纸表面应平整细腻。应该具有白
卡纸的挺度和铜版纸的光泽,表面光滑平整,花瓣色泽鲜艳,达到赏心悦目的效果需求。第
三,伸缩变形应尽量小。其中各项强度指标是影响使用性能的关键。
分层复合抄造含有花瓣的纸基装饰材料主要特点:首先是美观悦目。鲜花是植物
体的精华,鲜花色、香、味、型俱佳,纸品上有附着各种各样的鲜花做伴,甚是典雅新颖、赏心
悦目;二是生产工序简化。在材料制备过程中同时伴有各种鲜花图案的形成,省去了繁琐复
杂的印刷工艺过程,成本低且环保。目前高档精致的购物袋、手提袋专用纸等具有强度高、
印刷色泽鲜艳、印品自然逼真的特点,但其生产过程是以单张纸彩色印刷后,经过PP裱光或
烫金,再由制袋厂以手工、半自动机械化生产,最后用人工穿绳打结作提把,完成纸制提袋。
因而生产速度低、过程复杂且不利环保;花瓣装饰纸材料的第三个特点是环保健康,用时没
有油墨粒子,用后不需要脱墨可以直接回用,因而使用过程环保,使用后回用环保。而传统
商品包装的美化大多是经过对纸品后期加工印刷而满足要求的,这样势必就会在纸品中带
入含有化学品的油墨粒子,而花瓣纸基装饰材料是在纸张生产过程中形成鲜花等美好图案
以减免后续的印刷工序,从而避免了油墨粒子的进入,满足了人们环保健康的理念。
但是由于植物纤维的强度和长度较小,而且其断裂伸长率较低,成纸后力学性能
较差,影响了装饰材料的使用性能。装饰材料单层成形制造过程中,纸张Z向结构的组成相
同,抄造较大定量(70g/m2以上)和厚度较大的纸张时,要同时实现纤维分散均匀、纸张Z向
组织均匀、表面平滑和纸张的高强度性能以及纸张种类多样化等难度较大。抄造过程中对
造纸系统的配置要求也比较高,上网浓度和纸幅的滤水性等均会对纸张的匀度造成很大影
响。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有花瓣的纸基装饰材料,克服现有技术抄造中长纤维
容易絮聚的状况,充分利用不同合成纤维的粘结、热熔、高强等优势,有效保护花瓣结合使
其更加紧密,同时改善产品的挺度、平整性和尺寸稳定性等性能。
本发明的另一个目的是提供一种含有花瓣的纸基装饰材料的制备方法。
本发明所采用的技术方案是,一种含有花瓣的纸基装饰材料,包括面层、芯层和底
层,其中面层和底层包括针叶木浆纤维浆料、水溶PVA纤维浆料和双组份纤维浆料;芯层包
括针叶木浆纤维浆料、阔叶木浆纤维浆料和花瓣分散体。
本发明的特点还在于,
面层和底层按质量百分比由以下组分组成:60~80%的针叶木浆纤维浆料、10~
25%水溶性聚乙烯醇纤维浆料、10~20%双组份纤维浆料,上述组分质量百分比之和为
100%。
芯层包括一层或一层以上,芯层按质量百分比由以下组分组成:60~75%的针叶
木浆纤维浆料、17~30%的阔叶木浆纤维浆料、以及8~10%的花瓣分散体,以上组分质量
百分比之和为100%。
双组份纤维浆料为聚乙烯/聚酯纤维浆料或聚丙烯/聚酯纤维浆料;聚乙烯/聚酯
纤维或聚丙烯/聚酯纤维的长度3~5mm,纤度1.67~3.33dtex。
花瓣分散体是将花瓣分散在质量浓度为1%的淀粉溶液中得到;花瓣为风干后的
各品种、各色彩花朵,花瓣面积不大于1cm2。
针叶木浆纤维浆料中针叶木浆纤维的质量浓度为0.9%;阔叶木浆纤维浆料中阔
叶木浆纤维的质量浓度为0.9%;水溶性聚乙烯醇纤维浆料中水溶性聚乙烯醇纤维的质量
浓度为0.05~0.08%;针叶木浆纤维长度为3~5mm,阔叶木浆纤维长度1~3mm,水溶性聚乙
烯醇纤维的长度3~6mm,纤度0.67~1.67dtex。
面层和底层占整个纸基装饰材料重量的20~40%,芯层占整个纸基装饰材料重量
的60~80%。
本发明所采用的另一个技术方案是,一种含有花瓣的纸基装饰材料的制备方法,
具体按照以下步骤实施:
步骤1,按质量百分比分别称取:60~80%的针叶木浆纤维浆料、10~25%水溶性
聚乙烯醇纤维浆料、10~20%双组份纤维浆料,上述组分质量百分比之和为100%,用湿法
斜网成型的方式抄造得到面层或底层;
步骤2,按质量百分比分别称取:60~75%的针叶木浆纤维浆料、17~30%的阔叶
木浆纤维浆料、以及8~10%的花瓣分散体,以上组分质量百分比之和为100%,用湿法斜网
成型的方式抄造得到芯层;
步骤3,按照面层、芯层和底层的顺序从上至下复合,芯层为一层或一层以上,层间
以喷淋方式加入阳离子淀粉,阳离子淀粉的添加量为芯层纤维总质量的0.5%;
步骤4,将步骤3复合后的纸张按照常规方法进行压榨干燥,然后在130~170℃、
15MPa下热压成型即得。
本发明的特点还在于,
步骤1中针叶木浆纤维浆料是将长度为3~5mm的针叶木纤维制成质量浓度为
0.9%的针叶木浆纤维浆料,再分别加入针叶木浆纤维质量的1%的阳离子淀粉和针叶木浆
纤维质量的0.5~1.0%的聚氧化乙烯;水溶性聚乙烯醇纤维浆料是将长度3~6mm,纤度
0.67~1.67dtex的水溶性聚乙烯醇纤维制成质量浓度为0.05~0.08%的纤维浆料,再加入
水溶性聚乙烯醇纤维质量的0.5~1.0%聚氧化乙烯;双组份纤维浆料是将长度3~5mm、纤
度1.67~3.33dtex的聚乙烯/聚酯纤维或聚丙烯/聚酯纤维制成0.05~0.08%的纤维浆料,
再加入聚乙烯/聚酯纤维或聚丙烯/聚酯纤维质量的0.5~1.0%聚氧化乙烯。
步骤2中阔叶木浆纤维浆料是将长度为1~3mm的阔叶木纤维制成质量浓度为
0.9%的阔叶木浆纤维浆料,再分别加入阔叶木纤维质量的1%的阳离子淀粉和阔叶木纤维
质量的0.5~1.0%的聚氧化乙烯;花瓣分散体是将花瓣分散在质量浓度为1%的淀粉溶液
中得到。
本发明的有益效果是,本发明含有花瓣的纸基装饰材料,面层和底层富含高强度、
具有水溶和热熔粘结效果的水溶性聚乙烯醇纤维,提供了材料需要的机械强度性能和层间
粘合力。芯层支撑着面层,富含美丽花瓣起到自然逼真、装饰美化的效果。各层采用同样的
湿法抄造,附以层间喷淋化学助剂加强结合,复合成型并热压后的界面粘结状态良好,不会
分层。
附图说明
图1是本发明含有花瓣的纸基装饰材料的结构示意图。
图中,1.面层,2.芯层,3.底层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明含有花瓣的纸基装饰材料,包括面层、芯层和底层,面层和底层占整个纸基
装饰材料重量的20~40%,芯层占整个纸基装饰材料重量的60~80%;其中面层和底层包
括针叶木浆纤维浆料、水溶PVA纤维浆料和双组份纤维浆料;芯层包括针叶木浆纤维浆料、
阔叶木浆纤维浆料和花瓣分散体。
面层和底层按质量百分比由以下组分组成:60~80%的针叶木浆纤维浆料、10~
25%水溶性聚乙烯醇纤维浆料、10~20%双组份纤维浆料,上述组分质量百分比之和为
100%。双组份纤维浆料为聚乙烯/聚酯纤维浆料或聚丙烯/聚酯纤维浆料;聚乙烯/聚酯纤
维或聚丙烯/聚酯纤维的长度3~5mm,纤度1.67~3.33dtex。
芯层包括一层或一层以上,芯层按质量百分比由以下组分组成:60~75%的针叶
木浆纤维浆料、17~30%的阔叶木浆纤维浆料、以及8~10%的花瓣分散体,以上组分质量
百分比之和为100%。花瓣分散体是将花瓣分散在质量浓度为1%的淀粉溶液中得到;花瓣
为风干后的各品种、各色彩花朵,花瓣面积不大于1cm2。
针叶木浆纤维浆料中针叶木浆纤维的质量浓度为0.9%;阔叶木浆纤维浆料中阔
叶木浆纤维的质量浓度为0.9%;水溶性聚乙烯醇纤维浆料中水溶性聚乙烯醇纤维的质量
浓度为0.05~0.08%;针叶木浆纤维长度为3~5mm,阔叶木浆纤维长度1~3mm,水溶性聚乙
烯醇纤维的长度3~6mm,纤度0.67~1.67dtex。
上述含有花瓣的纸基装饰材料的制备方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1,将长度为3~5mm的针叶木纤维制成质量浓度为0.9%的针叶木浆纤维浆
料,再分别加入针叶木浆纤维质量的1%的阳离子淀粉和用量为0.5%的聚氧化乙烯;将长
度3~6mm,纤度0.67~1.67dtex的水溶性聚乙烯醇纤维制成质量浓度为0.05~0.08%的水
溶性聚乙烯醇纤维浆料,再加入水溶性聚乙烯醇纤维质量的0.5~1.0%聚氧化乙烯;将长
度3~5mm、纤度1.67~3.33dtex的聚乙烯/聚酯纤维或聚丙烯/聚酯纤维制成0.05~0.08%
的聚乙烯/聚酯纤维或聚丙烯/聚酯纤维浆料,再加入聚乙烯/聚酯纤维或聚丙烯/聚酯纤维
质量的0.5~1.0%聚氧化乙烯;
步骤2,将长度为1~3mm的阔叶木纤维制成质量浓度为0.9%的阔叶木浆纤维浆
料,再分别加入阔叶木纤维质量的1%的阳离子淀粉和用量为阔叶木纤维质量的0.5~
1.0%的聚氧化乙烯;将花瓣分散在质量浓度为1%的淀粉溶液中得到花瓣分散体;
步骤3,按质量百分比分别称取:60~80%的针叶木浆纤维浆料、10~25%水溶性
聚乙烯醇纤维浆料、10~20%双组份纤维浆料,上述组分质量百分比之和为100%,混合后
用湿法斜网成型的方式抄造得到面层或底层;
步骤4,按质量百分比分别称取:60~75%的针叶木浆纤维浆料、17~30%的阔叶
木浆纤维浆料、以及8~10%的花瓣分散体,以上组分质量百分比之和为100%,混合后用湿
法斜网成型的方式抄造得到芯层;
步骤5,按照面层、芯层和底层的顺序从上至下复合,芯层为一层或一层以上,层间
以喷淋方式加入阳离子淀粉,阳离子淀粉的添加量为芯层纤维总质量的0.5%;
步骤6,将步骤4复合后的纸张按照常规方法进行压榨干燥,然后在130~170℃、
15MPa下热压成型即得。
实施例1
将长度为3~5mm的针叶木纤维制成质量浓度为0.9%的针叶木浆纤维浆料,再分
别加入针叶木浆纤维质量1%的阳离子淀粉和针叶木浆纤维0.5%的聚氧化乙烯;将长度
3mm,纤度0.67dtex的水溶性聚乙烯醇纤维制成质量浓度为0.08%的水溶性聚乙烯醇纤维
浆料(水溶PVA纤维浆料),再加入水溶性聚乙烯醇纤维质量0.6%聚氧化乙烯;将长度3mm、
纤度1.67dtex的聚乙烯/聚酯纤维制成0.08%的聚乙烯/聚酯纤维浆料,再加入聚乙烯/聚
酯纤维质量0.6%聚氧化乙烯;
将长度为1~3mm的阔叶木纤维制成质量浓度为0.9%的阔叶木浆纤维浆料,再分
别加入阔叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和阔叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将面积不
超过1cm2的风干花瓣分散在质量浓度为1%阳离子淀粉溶液中得到花瓣分散体;
按质量百分比将60%的针叶木浆纤维浆料、25%水溶PVA纤维浆料,15%聚乙烯/
聚酯纤维浆料混合,用湿法斜网成型的方式抄造得到面层1和底层3;再按质量百分比将
75%的针叶木浆纤维浆料、17%的阔叶木浆纤维浆料、以及8%的花瓣分散体混合,用湿法
斜网成型的方式抄造得到芯层2。将成形的一层或一层以上的芯层2、面层1和底层3分别按
照面层1、芯层2和底层3的顺序从上至下复合,层间以喷淋方式加入0.5%的阳离子淀粉;
其中面层1、底层3占整个纸基材料重量的30%,芯层2占整个纸基材料重量的
70%,将复合后的纸基材料按照常规方法进行压榨干燥,然后在130℃,15MPa下高温热压成
型即可。
实施例1得到的纸基材料的物理性能如下:厚度0.16mm,紧度0.63g/cm3,抗拉强度
8.7kN/m,撕裂指数37.6mN·m2/g,耐破指数6.1kPa·m2/g。
实施例2
将长度为3~5mm的针叶木纤维制成质量浓度为0.9%的针叶木浆纤维浆料,再分
别加入针叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和针叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将长度
4mm,纤度0.67dtex的水溶性聚乙烯醇纤维制成质量浓度为0.08%的水溶性聚乙烯醇纤维
浆料(水溶PVA纤维浆料),再加入水溶性聚乙烯醇纤维质量1.0%聚氧化乙烯;将长度5mm、
纤度1.67dtex的聚乙烯/聚酯纤维制成0.06%的聚乙烯/聚酯纤维浆料,再加入聚乙烯/聚
酯纤维质量1.0%聚氧化乙烯;
将长度为1~3mm的阔叶木纤维制成质量浓度为0.9%的阔叶木浆纤维浆料,再分
别加入阔叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和阔叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将面积不
超过1cm2的风干花瓣分散在质量浓度为1%阳离子淀粉溶液中得到花瓣分散体;
按质量百分比将80%的针叶木浆纤维浆料、10%水溶PVA纤维浆料,10%双组份
PP/PET浆料混合,用湿法斜网成型的方式抄造得到面层1和底层3;再按质量百分比将65%
的针叶木浆纤维浆料、25%的阔叶木浆纤维浆料、以及10%的花瓣分散体混合,用湿法斜网
成型的方式抄造得到芯层2。将成形的一层或一层以上的芯层2、面层1和底层3分别按照面
层1、芯层2和底层3的顺序从上至下复合,层间以喷淋方式加入0.5%的阳离子淀粉;
其中面层1、底层3占整个纸张重量的20%,芯层2占整个纸张重量的80%,将复合
后的纸张按照常规方法进行压榨干燥,然后在130℃,15MPa下高温热压成型即可。
实施例2得到的纸基材料的物理性能如下:厚度0.19mm,紧度0.53g/cm3,抗拉强度
7.8kN/m,撕裂指数38.4mN·m2/g,耐破指数5.2kPa·m2/g。
实施例3
将长度为3~5mm的针叶木纤维制成质量浓度为0.9%的针叶木浆纤维浆料,再分
别加入针叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和针叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将长度
6mm,纤度1.67dtex的水溶性聚乙烯醇纤维制成质量浓度为0.05%的水溶性聚乙烯醇纤维
浆料(水溶PVA纤维浆料),再加入水溶性聚乙烯醇纤维质量1.0%聚氧化乙烯;将长度4mm、
纤度1.89dtex的聚乙烯/聚酯纤维制成0.05%的聚乙烯/聚酯纤维浆料,再加入聚乙烯/聚
酯纤维质量1.0%聚氧化乙烯;
将长度为1~3mm的阔叶木纤维制成质量浓度为0.9%的阔叶木浆纤维浆料,再分
别加入阔叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和阔叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将面积不
超过1cm2的风干花瓣分散在质量浓度为1%阳离子淀粉溶液中得到花瓣分散体;
按质量百分比将65%的针叶木浆纤维浆料、15%水溶PVA纤维浆料,20%双组份
PP/PET浆料,用湿法斜网成型的方式抄造得到面层1和底层3;再按质量百分比将60%的针
叶木浆纤维浆料、30%的阔叶木浆纤维浆料、以及10%的花瓣分散体混合,用湿法斜网成型
的方式抄造得到芯层2。将成形的一层或一层以上的芯层2、面层1和底层3分别按照面层1、
芯层2和底层3的顺序从上至下复合,层间以喷淋方式加入0.5%的阳离子淀粉;
其中面层1、底层3占整个纸张重量的40%,芯层2占整个纸张重量的60%,将复合
后的纸张按照常规方法进行压榨干燥,然后在130℃,15MPa下高温热压成型即可。
实施例3得到的纸基材料的物理性能如下:厚度0.17mm,紧度0.60g/cm3,抗拉强度
8.3kN/m,撕裂指数41.6mN·m2/g,耐破指数5.9kPa·m2/g。
实施例4
将长度为3~5mm的针叶木纤维制成质量浓度为0.9%的针叶木浆纤维浆料,再分
别加入针叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和针叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将长度
3mm,纤度0.67dtex的水溶性聚乙烯醇纤维制成质量浓度为0.08%的水溶性聚乙烯醇纤维
浆料(水溶PVA纤维浆料),再加入水溶性聚乙烯醇纤维质量0.6%聚氧化乙烯;将长度3mm、
纤度1.67dtex的聚乙烯/聚酯纤维制成0.08%的聚乙烯/聚酯纤维浆料,再加入聚乙烯/聚
酯纤维质量0.6%聚氧化乙烯;
将长度为1~3mm的阔叶木纤维制成质量浓度为0.9%的阔叶木浆纤维浆料,再分
别加入阔叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和阔叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将面积不
超过1cm2的风干花瓣分散在质量浓度为1%阳离子淀粉溶液中得到花瓣分散体;
按质量百分比将70%的针叶木浆纤维浆料、15%水溶PVA纤维浆料,15%双组份
PP/PET浆料,用湿法斜网成型的方式抄造得到面层1和底层3;再按质量百分比将60%的针
叶木浆纤维浆料、30%的阔叶木浆纤维浆料、以及10%的花瓣分散体混合,用湿法斜网成型
的方式抄造得到芯层2。将成形的一层或一层以上的芯层2、面层1和底层3分别按照面层1、
芯层2和底层3的顺序从上至下复合,层间以喷淋方式加入0.5%的阳离子淀粉;
其中面层1、底层3占整个纸张重量的34%,芯层2占整个纸张重量的66%,将复合
后的纸张按照常规方法进行压榨干燥,然后在170℃,15MPa下高温热压成型即可。
实施例4得到的纸基材料的物理性能如下:厚度0.17mm,紧度0.59g/cm3,抗拉强度
7.5kN/m,撕裂指数35.9mN·m2/g,耐破指数5.6kPa·m2/g。
实施例5
将长度为3~5mm的针叶木纤维制成质量浓度为0.9%的针叶木浆纤维浆料,再分
别加入针叶木纤维质量1%的阳离子淀粉和针叶木纤维质量0.5%的聚氧化乙烯;将长度
4mm,纤度1.67dtex的水溶性聚乙烯醇纤维制成质量浓度为0.06%的水溶性聚乙烯醇纤维
浆料(水溶PVA纤维浆料),再加入水溶性聚乙烯醇纤维质量1.0%聚氧化乙烯;将长度5mm、
纤度1.89dtex的聚乙烯/聚酯纤维制成0.06%的聚乙烯/聚酯纤维浆料,再加入聚乙烯/聚
酯纤维质量1.0%聚氧化乙烯;
按质量百分比将65%的针叶木浆纤维浆料、23%水溶PVA纤维浆料,12%双组份
PP/PET浆料,用湿法斜网成型的方式抄造得到面层1和底层3;再按质量百分比将70%的针
叶木浆纤维浆料、22%的阔叶木浆纤维浆料、以及8%的花瓣分散体混合,用湿法斜网成型
的方式抄造得到芯层2。将成形的一层或一层以上的芯层2、面层1和底层3分别按照面层1、
芯层2和底层3的顺序从上至下复合,层间以喷淋方式加入0.5%的阳离子淀粉;
其中面层1、底层3占整个纸张重量的24%,芯层2占整个纸张重量的76%,将复合
后的纸张按照常规方法进行压榨干燥,然后在170℃,15MPa下高温热压成型即可。
实施例5得到的纸基材料的物理性能如下:厚度0.20mm,紧度0.55g/cm3,抗拉强度
7.1kN/m,撕裂指数39.1mN·m2/g,耐破指数5.1kPa·m2/g。
本发明的芯层2、面层1和底层3复合过程是在湿纸幅状态下进行的,兼有水溶性纤
维和热熔性纤维的双重作用,辅以层间助剂的化学结合作用,各层纤维经过抄造常规压榨
过程后在界面处相互混为一体,不会产生分层现象。
本发明的纸基材料采用斜网多层成形分层抄造后,可以克服现有技术抄造中长纤
维容易絮聚的状况,充分利用不同合成纤维的粘结、热熔、高强等优势,有效保护花瓣结合
使其更加紧密,同时改善产品的挺度、平整性和尺寸稳定性等性能,从而抄造出高定量、高
质量的包装材料。多层成形也为使用更为广泛的原料组成提供了可能。
相对于现有技术,本发明可有效地改善材料的成形匀度;可改变纤维分布的结构。
富含合成纤维的面、底层定量较低,既保证坚固强度又使花瓣清晰美丽。芯层花瓣经过预浸
渍后再成型,大大改善纤维间结合力和平整性,提升产品装饰效果和整体品质。
斜网湿法成形复合使得各层融为一体,因此可以充分利用不同合成纤维各自的粘
接和高强度优势,通过加热加压的作用,形成更加坚固的机械强度,有效地提高抗张强度、
撕裂强度、耐破强度等,突出花瓣的装饰效果和表面平整等性能;具有强度高、自然逼真的
特点,是一项全新的技术,必将在市场竞争中带来良好的经济效益和广阔的应用前景。
本发明在分多层抄造时可以采用多于三层以上的方法,即可以对含有合成纤维的
装饰材料进行四层、五层等更多层数的分次抄造和层合。