本發(fā)明涉及造紙法再造煙葉技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，是一種降低造紙法再造煙葉中木漿含量的方法。

背景技術(shù)：

造紙法生產(chǎn)再造煙葉是目前再造煙葉最常用的工藝，其生產(chǎn)中，煙草漿料(煙梗漿和煙葉漿)非纖維物質(zhì)含量較大，其形態(tài)與造紙纖維存在巨大的差異，因此單獨(dú)使用煙草原料制備的漿料無(wú)法在造紙系統(tǒng)中成型以及保證紙機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，為了使紙機(jī)能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，再造煙葉的生產(chǎn)中通常需要添加一部分造紙用木漿纖維，使得煙草基片具有一定的物理強(qiáng)度，從而在紙機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中順利成型；另外，木漿的添加也能起到煙草基片成型骨架的作用。然而，木漿的添加對(duì)再造煙葉的物理性能，口感等具有一定的負(fù)面影響，例如木漿的添加使得再造煙葉在吸食過(guò)程中會(huì)增加木氣味，同樣木漿的添加使得煙草基片的松厚度降低，柔軟性變差。因此，在確保煙草基片物理強(qiáng)度前提下，進(jìn)一步降低煙草基片中木漿的含量對(duì)改善造紙法再造煙葉的吸食性能，提升成品品質(zhì)具有重要意義。

納米纖維素作為一種新型的天然材料，其來(lái)源于天然植物纖維，是經(jīng)機(jī)械手段分離得到的一種絲狀納米纖維。納米纖維素不僅具有天然、無(wú)毒可降解的特性，還具有巨大的比表面積，較高的長(zhǎng)寬比，表現(xiàn)出十分優(yōu)異的增強(qiáng)特性，近年來(lái)已廣泛應(yīng)用于紙張?jiān)鰪?qiáng)、材料增強(qiáng)等行業(yè)。專利200980120899.8公開(kāi)了一種印刷用紙的涂布用組合物，專利201610189592.5公開(kāi)了一種提高煙草薄片松厚度的涂布組合物，專利201210505118.0公開(kāi)了一種納米纖維晶須紙張?jiān)鰪?qiáng)劑的制備及應(yīng)用于造紙法煙草薄片涂料的方法。上述專利均公開(kāi)了將納米纖維素添加于涂布涂料中，用以增強(qiáng)表面強(qiáng)度，防止掉毛掉粉。然而在涂布液中添加納米纖維素僅對(duì)表面涂層有一定的增強(qiáng)效果，涂布只能改善薄片涂布過(guò)程、涂布效果和薄片表面性能，對(duì)煙草片基的強(qiáng)度與降低木漿含量無(wú)法起到作用。迄今為止，尚未見(jiàn)到使用納米纖絲纖維素(nfc)/微纖化纖維素(mfc)/納米結(jié)晶纖維素(cnc)，以及其修飾改性后的納米纖維素來(lái)降低造紙法再造煙葉中木漿含量的報(bào)道，同時(shí)也沒(méi)有以漿內(nèi)添加的方式將納米纖維素作為配漿組分來(lái)替代木漿的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過(guò)添加納米纖維素降低造紙法再造煙葉中木漿纖維的方法，以利用納米纖維素巨大的比表面積、電荷性能和出色的增強(qiáng)特性，降低木漿纖維的添加量，使抄造的紙基能夠保持足夠的強(qiáng)度來(lái)維持紙機(jī)的順利運(yùn)行，提升最終得到的再造煙葉品質(zhì)。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

利用納米纖維素降低造紙法再造煙葉中木漿纖維的方法，該方法是在配漿池中或沖漿泵前將納米纖維素加入再造煙葉漿料中，所述納米纖維素為納米纖絲纖維素、納米結(jié)晶纖維素、微纖化纖維素中的一種或多種；納米纖維素的添加量為煙草漿料絕干重量的0.01％-5％。

本發(fā)明所述的納米纖絲纖維素為未經(jīng)修飾改性的納米纖絲纖維素、表面羧基改性的納米纖絲纖維素、表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素中的一種或多種；所述納米結(jié)晶纖維素為硫酸水解型納米結(jié)晶纖維素、表面羧基改性的納米結(jié)晶纖維素中的一種或多種；所述微纖化纖維素為未經(jīng)修飾改性的微纖化纖維素、表面羧基改性的微纖化纖維素、表面陽(yáng)離子化改性的微纖化纖維素中的一種或多種。

本發(fā)明所述納米纖絲纖維素的長(zhǎng)度為1-50μm，直徑10-40nm；所述納米結(jié)晶纖維素的長(zhǎng)度為100-400nm，直徑5-20nm。

本發(fā)明所述表面羧基改性的納米纖絲纖維素的表面羧基含量為0.5-1.5mmol/g；表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素的表面電荷為0.05-1.0mmol/g；表面羧基改性的納米結(jié)晶纖維素的表面電荷為0.3-2.0mmol/g。

本發(fā)明所述納米纖維素的添加量?jī)?yōu)選為煙草漿料絕干重量的0.01％-2％。

本發(fā)明方法是先配置納米纖維素質(zhì)量濃度為0.1-1％的納米纖維素水溶液，使用高速分散機(jī)分散后，將納米纖維素分散液加入到煙草漿料的配漿池中或者是沖漿泵前。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下：

1、與傳統(tǒng)的高分子合成增強(qiáng)劑相比，本發(fā)明使用的納米纖維素天然無(wú)毒，納米纖維素的添加不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)；

2、納米纖維素，尤其是納米纖絲纖維素(nfc)、微纖化纖維素(mfc)、納米結(jié)晶纖維素(cnc)，以及其修飾改性后的納米纖維素作為增強(qiáng)劑進(jìn)行漿內(nèi)添加，成紙整體增強(qiáng)效果顯著且用量少，可作為配漿組分來(lái)替代木漿，最大限度地降低煙草基片中木漿纖維的含量，有效提升再造煙葉的品質(zhì)；

3、表面修飾改性后的納米纖維素，其表面電荷密度提高，更加有利于氫鍵的形成，提高了氫鍵密度，提升了強(qiáng)度；

4、納米纖維素以分散液形式采用漿內(nèi)添加的方式，利用納米纖維素巨大的比表面積、特殊的納米尺寸、較高的長(zhǎng)寬比和納米纖維較好的強(qiáng)度特性，添加少量的納米纖維素纖維就能使其吸附于煙草漿料與煙草漿料、煙草漿料與木漿纖維之間，大大改善基片物理性能和吸收性能，增強(qiáng)基片強(qiáng)度；

5、方法過(guò)程操作簡(jiǎn)單，成本低廉，效果顯著。

附圖說(shuō)明

圖1為納米纖絲纖維素對(duì)煙草基片的增強(qiáng)效果圖；

圖2為未經(jīng)修飾改性的納米纖絲纖維素掃描電鏡圖；

圖3a為陽(yáng)離子改性的納米纖絲纖維素透射電鏡圖；

圖3b為表面羧基改性的納米纖絲纖維素透射電鏡圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

將羧基改性納米結(jié)晶纖維素、羧基改性納米纖絲纖維素、未經(jīng)改性納米纖絲纖維素分別配置成質(zhì)量濃度為0.5％的三種分散液,使用高速分散機(jī)分散后，分別送入儲(chǔ)存罐中。按照煙梗漿和煙葉漿100份、木漿纖維10份、碳酸鈣15份配置打漿后的煙草漿料，漿料濃度為1.5％。分別將納米纖維素分散液加入到?jīng)_漿泵前，加入量為煙草基片絕干重量的0.10％。加入抄造助劑及填料，經(jīng)抄紙機(jī)抄造得到三種煙草基片。三種納米纖維素對(duì)煙草基片的增強(qiáng)效果如表1所示。

從表1中可以看出在相同的納米纖維素添加量的條件下，幾種納米纖維素對(duì)煙草基片均具有較好的增強(qiáng)效果。

表1納米纖維素種類煙草基片物理性能的影響

實(shí)施例1

利用納米纖維素降低造紙法再造煙葉中木漿纖維的方法，具體操作步驟如下：

1)將纖維長(zhǎng)度25-50μm、直徑30-40nm的未經(jīng)修飾改性的納米纖絲纖維素配置成質(zhì)量濃度為0.5％的納米纖維素水溶液，使用高速分散機(jī)分散，得到納米纖維素分散液并送入儲(chǔ)存罐待用；

2)配置三份打漿后的煙草漿料，每一份煙草漿料的煙梗漿和煙葉漿都是100份重量份數(shù)，木漿纖維為別為10份、9份、8份重量份數(shù)；碳酸鈣都是15份重量份數(shù)，漿料濃度均為1.5％。分別將將納米纖絲纖維素分散液加入到每一份煙草漿料的沖漿泵前，每一份煙草漿料分別按照煙草基片絕干重量的0.04％、0.07％、0.10％、0.20％加入納米纖絲纖維素，形成四組對(duì)照；

3)加入抄造助劑及填料，經(jīng)抄紙機(jī)抄造得到3份共12組煙草基片。納米纖絲纖維素對(duì)煙草基片的增強(qiáng)效果如圖1所示，圖2為未經(jīng)修飾改性的納米纖絲纖維素掃描電鏡圖。

實(shí)施例2

利用納米纖維素降低造紙法再造煙葉中木漿纖維的方法，具體操作步驟如下：

1)將纖維長(zhǎng)度1-50μm、直徑10-40nm的陽(yáng)離子改性納米纖絲纖維素、表面羧基改性的納米纖絲纖維素配置成濃度為1％的分散液,使用高速分散機(jī)分散，得到納米纖維素分散液并送入儲(chǔ)存罐待用；所述表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素的表面電荷為0.5-1.0mmol/g；表面羧基改性的納米纖絲纖維素的表面羧基含量為1-1.5mmol/g；

2)配置打漿后的煙草漿料：每一份煙草漿料的煙梗漿和煙葉漿都是100份重量份數(shù)，木漿纖維分別為13份、10份、8份、6份、4份、0份重量份數(shù)；碳酸鈣15份重量份數(shù)，漿料濃度為1.0％。分別將陽(yáng)離子改性和羧基改性納米纖維素分散液加入到每一份煙草漿料的沖漿泵前，陽(yáng)離子改性納米纖絲纖維素和表面羧基改性的納米纖絲纖維素的加入總量為煙草基片絕干重量的0.10％；

3)加入抄造助劑及填料，經(jīng)抄紙機(jī)抄造得到6份煙草基片，陽(yáng)離子改性納米纖絲纖維素、表面羧基改性的納米纖絲纖維素對(duì)煙草基片的增強(qiáng)效果如表2所示(以木漿用量15％、未添加納米纖維素作為對(duì)照)。

表2納米纖維素添加量對(duì)降低木漿纖維添加量的影響

從表2結(jié)果可知，當(dāng)表面羧基改性的納米纖絲纖維素的添加量為0.1％時(shí)，再造煙葉中木漿纖維的含量由15％降至8％，煙草基片的物理強(qiáng)度與木漿纖維添加量為15％時(shí)相持平，甚至更高。另外，同等添加量下，陽(yáng)離子改性后的納米纖維素增強(qiáng)效果較羧基改性的納米纖維素要好，這說(shuō)明表面賦予陽(yáng)電荷基團(tuán)更有利于納米纖維與煙草纖維的產(chǎn)生電荷吸附。圖3a為陽(yáng)離子改性的納米纖絲纖維素透射電鏡圖；圖3b為表面羧基改性的納米纖絲纖維素透射電鏡圖。由此可見(jiàn)，合理的納米纖維素種類以及添加方式能夠有效的降低再造煙葉的木漿纖維添加量。

實(shí)施例3

利用納米纖維素降低造紙法再造煙葉中木漿纖維的方法，具體操作步驟如下：

1)用未經(jīng)修飾改性的微纖化纖維素、纖維長(zhǎng)度100-400nm及直徑5-20nm的硫酸水解型納米結(jié)晶纖維素配置成納米纖維素質(zhì)量濃度為0.1％的納米纖維素水溶液，使用高速分散機(jī)分散，得到納米纖維素分散液并送入儲(chǔ)存罐待用；

2)配置打漿后的煙草漿料；

3)將納米纖維素分散液加入到煙草漿料的配漿池中。未經(jīng)修飾改性的微纖化纖維素和硫酸水解型納米結(jié)晶纖維素的添加總量為煙草漿料絕干重量的2％；

4)加入抄造助劑及填料，經(jīng)抄紙機(jī)抄造得到煙草基片。

實(shí)施例4

利用納米纖維素降低造紙法再造煙葉中木漿纖維的方法，具體操作步驟如下：

1)用表面陽(yáng)離子化改性的微纖化纖維素、表面電荷為0.3-2.0mmol/g為的表面羧基改性的納米結(jié)晶纖維素、未經(jīng)修飾改性的微纖化纖維素配置成納米纖維素質(zhì)量濃度為0.8％的納米纖維素水溶液，使用高速分散機(jī)分散，得到納米纖維素分散液并送入儲(chǔ)存罐待用；

2)配置打漿后的煙草漿料；

3)將納米纖維素分散液加入到煙草漿料的配漿池中。表面陽(yáng)離子化改性的微纖化纖維素、表面羧基改性的納米結(jié)晶纖維素和未經(jīng)修飾改性的微纖化纖維素的添加總量為煙草漿料絕干重量的5％；

4)加入抄造助劑及填料，經(jīng)抄紙機(jī)抄造得到煙草基片。

實(shí)施例5

利用納米纖維素降低造紙法再造煙葉中木漿纖維的方法，具體操作步驟如下：

1)用表面羧基改性的微纖化纖維素配置成納米纖維素質(zhì)量濃度為0.3％的納米纖維素水溶液，使用高速分散機(jī)分散，得到納米纖維素分散液并送入儲(chǔ)存罐待用；

2)配置打漿后的煙草漿料；

3)將納米纖維素分散液加入到煙草漿料的配漿池中。表面羧基改性的微纖化纖維素的添加量為煙草漿料絕干重量的1％；

4)加入抄造助劑及填料，經(jīng)抄紙機(jī)抄造得到煙草基片。