纸张
纳米技术在纸张开å‘中å‘挥的特殊功效
2009-07-20 09:12  ???:1893

  由于纳米æ料的化学活性优异,作为催化剂在造纸化学å“ã€åºŸæ°´å¤„ç†æ–¹é¢ä¹Ÿæœ‰å¹¿é˜”的应用å‰æ™¯ã€‚纳米技术除了在纸张上的应用外,目å‰åœ¨åŒ…装å°åˆ·è¡Œä¸šä¸­è¿˜æœ‰ä¸å°‘用途,如包装å°åˆ·ä¸­çš„纳米粘åˆå‰‚和密å°èƒ¶ã€çº³ç±³ç£æ€§ææ–™ã€çº³ç±³åŸºæ¿åŒ…装ææ–™ã€çº³ç±³å‚¬åŒ–剂与净水剂ã€çº³ç±³å‘å…‰æ料与防伪å°åˆ·ç­‰ã€‚

  1.纳米石科纸

      大家知é“è‰æµ†ã€æœ¨æµ†ã€ç«¹æµ†ã€éº»çº¤ç»´ç­‰æ˜¯æœ€åŸºæœ¬å’Œå¸¸è§çš„造纸原料,但是éšç€çº³ç±³é«˜æ–°æŠ€æœ¯åœ¨é€ çº¸é¢†åŸŸçš„应用,如今已开å‘出利用石头造纸的新技术,这ç§ç”¨çŸ³å¤´é€ æˆçš„纸就å«åšçº³ç±³çŸ³ç§‘纸,它首先由å°æ¹¾é¾™ç›Ÿç§‘技ä¼ä¸šæ¢çŸ³è¾‰å…ˆç”ŸäºŽ2001å¹´åˆç ”å‘æˆåŠŸå¹¶äºŽå¹´åº•å¼€å§‹ç”Ÿäº§çš„,如今这ç§çº³ç±³çº¸å·²æœ‰å¤šå®¶å¼€å§‹ç”Ÿäº§ã€‚

      石科纸是将纳米级碳酸钙涂布到基æ上制æˆçš„。鉴于纳米的特性,任何物质在达到纳米级时都是å¯æ¶‚布的。由于石头富å«ç¢³é…¸æˆåˆ†ï¼Œæ‰€ä»¥åœ¨å®žé™…è¿ç”¨ä¸­æˆä¸ºé¦–选æ料。石科纸的造纸工艺与传统造纸工艺有严格的区别,它è¦æ±‚更接近于塑料制作工艺,生产设备也更类似于制造塑料的设备,而且其工艺æµç¨‹ä¹Ÿä¸åƒä¼ ç»Ÿé€ çº¸é‚£ä¹ˆå¤æ‚。两者间一个é‡è¦åŒºåˆ«æ˜¯ï¼ŒçŸ³ç§‘纸的制作ä¸æ˜¯ç”¨æµ†åŽ»æŠ„纸,因此客观存在的整个工艺过程ä¸ç”¨ä¸€æ»´æ°´ã€‚相对于传统纸巨大的耗水é‡ï¼Œè¿™å¯ä»¥ç®—是一个é©å‘½æ€§çš„进步。å¦å¤–,石科纸造纸工艺对环境的è¦æ±‚比传统工艺更严格,è¦æ±‚å分精细ã€å¹²å‡€ï¼Œåªè¦æœ‰ä¸€ç‚¹æ‚质,就会影å“到纸的表é¢å…‰æ´åº¦å’Œå¹³æ»‘度等。虽然目å‰è¿™ç§çŸ³ç§‘纸大力生产推出的还åªæœ‰å½©è‰²å–·å¢¨æ‰“å°ç›¸çº¸ä¸€ç§ï¼Œä½†æ–°é—»çº¸ã€é“œç‰ˆçº¸ç­‰å°åˆ·ç”¨çº¸çš„纸样也已ç»ç”Ÿäº§å‡ºæ¥ï¼Œå› æ­¤å¯ä»¥ç›¸ä¿¡ï¼Œéšç€ç ”究的深入,其它å°åˆ·ç”¨çŸ³ç§‘纸的大规模生产也是为期ä¸è¿œäº†ã€‚

      è¿™ç§æ–°çš„彩色喷墨打å°ç›¸çº¸ï¼ˆçŸ³ç§‘纸)与传统åŒç±»äº§å“相比,具有以下优势:

      (1)由于客观存在用木纤维制造,而是由纳米级石粉浆涂布到基æ上,其颗粒形状使纸表é¢ç”±æ— æ•°ä¸ªå­”洞组æˆï¼Œå› æ­¤å¸å¢¨ç‰¢ï¼Œå–·å¢¨æ‰“å°ä¸æ˜“被浸浊,也能够防水。

      (2)传统木浆纸有纤维,容易晕墨,而石科纸无纤维,ä¸å­˜åœ¨æ™•å¢¨çŽ°è±¡ï¼Œæ‰€ä»¥å–·å¢¨æ‰“å°åŽæ¸…晰度高。喷墨打å°ç›¸çº¸è¦æ±‚æžé«˜çš„分辨率,石科纸全部达到2880dpi精度,打å°æ•ˆæžœç‰¹åˆ«å¥½ã€‚石科纸表é¢ä¸è¦†è†œï¼Œè¡¨é¢çš„无机物就ä¸ä¼šä¸Žå¢¨å‘生化学å应,从而é¿å…了å色ã€è„±è‰²çŽ°è±¡çš„å‘生。

      (3)与传统彩色喷墨打å°çº¸ç”¨å¢¨é‡ç›¸æ¯”,石科纸更çœå¢¨ã€‚石科纸720dpi精度与传统1440dpi精度清晰度相åŒï¼Œåœ¨åŒç­‰æ¸…晰度è¦æ±‚下,石科纸能çœå¢¨ä¸€åŠã€‚

      (4)石科纸所用原料是无机物,与墨ä¸å‘生å应,与空气中的酸碱æˆåˆ†ä¹Ÿä¸å‘生å应,ä¸ä¼šå˜è‰²æ³›é»„,更适åˆäºŽè´µé‡æ¡£çš„ä¿å­˜ã€‚传统相纸有ä¿å­˜æœŸé™çš„è¦æ±‚,开å°ä¸¤ä¸ªæœˆåŽå°±ä¸èƒ½ä½¿ç”¨äº†ï¼Œè€ŒçŸ³ç§‘纸轻易地解决了这个问题,放置多久都ä¸ä¼šå­˜åœ¨è¿‡æœŸä¸èƒ½ç”¨çš„问题。

      (5)易回收。石科纸爆晒三个月åŽä¼šé£ŽåŒ–æˆçŸ³ç²‰ï¼Œæœ‰åˆ©äºŽçŽ¯ä¿ã€‚

      (6)低æˆæœ¬ã€‚石科纸由于是使用廉价的石头为原料,因此æˆæœ¬è¾ƒä½Žã€‚与传统彩色喷墨打å°ç›¸çº¸ç›¸æ¯”,其æˆæœ¬åªè¾¾åˆ°å…¶25%,售价也åªæœ‰å…¶13å·¦å³ï¼Œè¿™å°±å……分æ高了其产å“的竞争能力。但目å‰çš„石科纸的产å“规格还ä¸é½å…¨ï¼Œè¿˜ä¸»è¦å±€é™åœ¨A1ã€A2ã€A3ã€A4这些常规å°å¹…é¢èŒƒå›´å†…,大幅é¢çš„产å“还是空白,但éšç€ç§‘技的å‘展,生产大幅é¢çš„产å“应是没甚么难度的问题。

      2.抗èŒçº³ç±³çº¸

      许多有机抗èŒå‰‚都存在ç€è€çƒ­æ€§å·®ã€æ˜“挥å‘ã€æ˜“分解产生有害物质ã€å®‰å…¨æ€§èƒ½å·®ç­‰ç¼ºç‚¹ã€‚为此,人们积æžå¼€å‘研究无机抗èŒå‰‚,而利用超微细技术能够生产亚微米åŠçº³ç±³çº§çš„无机抗èŒå‰‚,å¯ä»¥å¾ˆå¥½åœ°è§£å†³æœ‰æœºæŠ—èŒå‰‚的缺点。纳米级无机抗èŒå‰‚系列包括元素ã€æ°§åŒ–物和多ç§åŒ–åˆç‰©ã€‚将纳米无机抗èŒå‰‚混入造纸浆料åŠè¡¨é¢æ–½èƒ¶æ¶²ä¸­ï¼Œå°±å¯å°†çº¸å¼ æŠ—èŒäº§ä¸šåŒ–,如物ç†æŠ—èŒå¤åˆçº¤ç»´æ— çººå¸ƒã€åŒ»ç”¨é£Ÿå“包装纸ã€é«˜çº§ç”Ÿæ´»ç”¨çº¸ç­‰ã€‚无机抗èŒå‰‚主è¦åŒ…括银ã€é“œã€é”Œã€ç¡«ã€ç ·åŠå…¶ç¦»å­å…ƒç´ ç­‰ã€‚光催化抗èŒå‰‚有纳米级氧化钛ã€æ°§åŒ–锌ã€æ°§åŒ–硅等,它们能将细èŒå’Œæ®‹éª¸ä¸€èµ·æ€ç­å’Œæ¶ˆé™¤ï¼Œä»Žè€Œè¶…过传统抗èŒå‰‚仅能æ€ç­ç»†èŒæœ¬èº«çš„性能。åŒæ—¶ï¼Œè¿˜èƒ½å°†ç»†èŒåˆ†æ³Œçš„毒素也分解掉,而传统的抗èŒå‰‚就无法消除细èŒæ®‹éª¸å’Œæ¯’素。MOD系列纳米高性能无机抗èŒå‰‚解决了无机抗èŒå‰‚在应用中å˜è‰²çš„世界性难题,用0.5-2%添加é‡çš„包装产å“,其抗èŒçŽ‡å¯è¾¾99.9%,目å‰åº”用于牛奶ã€é¥®æ–™æŠ—èŒåŒ…装ã€å¡‘料制å“,功能性涂料åŠä¸“用纸张等。 

      3.è€ç£¨ã€æŠ—é™ç”µçº³ç±³çº¸

      在多样化的工业用å“包装中,特别是高精密仪表电器ã€å…‰æ´åº¦è¦æ±‚很高的ä¸é”ˆé’¢ææ–™åŠå„ç§åˆé‡‘æ料的包装衬纸,ä¸ä»…è¦æ±‚包装用纸具有防水ã€é˜²æ²¹ã€é˜²é”ˆæ€§èƒ½ï¼Œè€Œä¸”è¦æ±‚具有强度高ã€è€ç£¨æ“¦ã€æŠ—é™ç”µã€æŠ—è€åŒ–的特点,而一般的纸张都很难åŒæ—¶å…·æœ‰è¿™äº›ç‰¹ç‚¹ã€‚但如果将0.1-0.3%å·¦å³çš„纳米二氧化钛ã€ä¸‰æ°§åŒ–二铬ã€æ°§åŒ–锌ã€ä¸‰æ°§åŒ–二é“ã€äºŒæ°§åŒ–锡等粉体渗入到造纸浆料中而制作的这ç§ç‰¹ç§çº¸ï¼Œå°±å¯ä»¥å…·æœ‰ä¼˜è‰¯çš„è€ç£¨ã€æŠ—æ°´ã€è€è…蚀等作用,而且它åŒæ—¶è¿˜ä¼šäº§ç”Ÿè‰¯å¥½çš„é™ç”µå±è”½æ€§èƒ½ï¼Œå¤§å¤§é™ä½Žå…¶é™ç”µæ•ˆåº”,从而å¯å¤§å¹…度地æ高包装产å“的安全系数。

      4.染色纳米纸

      用于纸张ç€è‰²çš„色料å¯åˆ†ä¸ºæŸ“料和颜料两大类。染色用颜料多属天然无机颜料,也有部分是有机åˆæˆçš„。颜料ä¸æº¶äºŽæ°´ï¼Œä¸Žçº¤ç»´æ— äº²å’ŒåŠ›ï¼ŒæŸ“色性能ä¸å¦‚染料,但是颜料è€æ—‹å…‰æ€§å¼ºï¼Œå¯¹é…¸ã€ç¢±ç­‰åŒ–å­¦è¯å‰‚的抗拒性能也较强。染料虽然容易上色,但是易水解,在湿部æµå¤±å¤§ï¼Œæ±¡æŸ“性强,æˆçº¸çš„色牢度差,且ä¸è€é…¸ã€ç¢±ç­‰åŒ–å­¦è¯å‰‚。如果采用纳米级颜料,就å¯ä»¥è§£å†³æœ‰è‰²çº¸çš„色牢度问题。最近研究å‘现,将纳米二氧化钛ã€é“¬é»„ã€æ°§åŒ–é“红等粉体添加到化学纤维中,å¯ä»¥é®ç›–紫外线的过度照射。利用电å­è®¡ç®—机模拟设计å‘现,二氧化钛微粒粒径在50至120纳米时,å¸æ”¶ç´«å¤–线效果最好,把这ç§ç²’径范围的å±è”½ç²‰ä½“微粒加入纤维中,å¯ä»¥åˆ¶ä½œæˆè€å…‰çš„亚光高白纸,以åŠè‰²å½©é²œè‰³çš„有色纸,并且å¯ä»¥è¾¾åˆ°æŠ—紫外线的效果。

      5.无机纤维纳米纸

      造纸工业主è¦æ˜¯ä»¥æ¤ç‰©çº¤ç»´ä¸ºåŽŸæ–™ï¼ŒçŽ°åœ¨ä¹Ÿæœ‰ç”¨æ— æœºåŒ–åˆç‰©æ¥ç”Ÿäº§ç‰¹ç§çº¸å¼ çš„。由于这些无机物加工制æˆçš„无机纤维具有良好的尺寸稳定性ã€è€çƒ­æ€§ã€æŠ—化学性ã€é˜»ç‡ƒæ€§å’Œç”µç»ç¼˜æ€§ï¼Œè¿™äº›æ€§è´¨éƒ½æ˜¯æ¤ç‰©çº¤ç»´æ‰€æœ›å°˜èŽ«åŠçš„。而具有代表性的无机纤维──玻璃纤维,因ç»ä¸èµ·æ‰“浆,玻璃纤维之间åˆç¼ºä¹ç²˜ç»“和,抄æˆçš„纸页很脆弱,但是如果把玻璃ä¸ç›´å¾„控制在100纳米以下,那么就å¯ä»¥è§£å†³çŽ»ç’ƒä¸çš„伸缩å°ã€æŸ”软性差而造æˆçš„æˆçº¸éš¾çš„现象,有利于纤维的互相交织æˆå½¢ã€‚

      6.彩色加香纳米纸

      éšç€ç§‘技的å‘展,人们生活水准的ä¸æ–­æ高,对纸的å“è´¨è¦æ±‚也愈æ¥æ„ˆé«˜ï¼Œå¦‚今已开å‘并生产出å„ç§é¦™åž‹ã€å„ç§é¢œè‰²çš„胶版å°åˆ·çº¸ã€ä¹¦å†™çº¸ç­‰ç³»åˆ—用纸。这ç§åŠ é¦™çº¸ä¸ä»…色泽柔和细腻,而且å«æœ‰æ·¡æ·¡çš„清香。而将纳米技术应用于加香纸的研制,将使加香纸的å“è´¨ã€å°åˆ·é€‚性等大为æ高,å°åˆ·çš„高档å°åˆ·å“的图åƒå°†æ›´åŠ ç»†è…»ã€é€¼çœŸã€‚

  将彩色加香纸应用于å°åˆ¶ä¹¦åˆŠã€ä¸­å°å­¦è¯¾æœ¬ã€ç»ƒä¹ æœ¬ã€ç¬”记本åŠå„ç§å„¿ç«¥è¯»ç‰©ç­‰ï¼Œäººä»¬åœ¨é˜…读时ä¸ä¼šå› ä¸ºçº¸çš„白度高而感到刺眼,从而å¯å‡è½»é•¿æ—¶é—´é˜…读的疲劳,对ä¿æŠ¤è§†åŠ›ã€é¢„防近视有一定作用。因此,这ç§åŠ é¦™çº¸ä¸€ç»æŽ¨å‡ºï¼Œå°±å—到广大用户的好评。 

      7.纳米阻燃纸

      就是能阻止ç€ç«ç‡ƒçƒ§çš„纸,对它æ¥è¯´ï¼Œæ— è®ºå¤šå¤§çš„ç«åŠ›ï¼Œéƒ½ä¸ä¼šå¼•èµ·ç‡ƒçƒ§ï¼Œæ˜¯ä»»ä½•ç«ç§çš„克星,它åªèƒ½çƒ§ç„¦ã€ç¢³åŒ–,但ä¸ç€ç«ã€‚è¿™ç§çº¸ä½¿ç”¨åŽï¼Œå¯ä½œåºŸçº¸å¤„ç†ï¼Œåœ¨è‡ªç„¶é™è§£ä¸­æ— ä»»ä½•æœ‰å®³ç‰©é‡Šæ”¾ï¼Œé˜»ç‡ƒçº¸ä¸€èˆ¬å¯ç”¨äºŽçƒŸèŠ±ã€ç¤¼èŠ±ã€å½©ç‚®ã€åœ£è¯žçŽ©å…·ã€æ—…游炊具等。是当今节日用å“(å„ç§å–œåº†åœºé¢ã€è¥é€ å®¤å†…欢快气氛等)中ç†æƒ³çš„绿色环ä¿äº§å“。甚至有人æ出用这ç§çº¸åšæˆæ¶ˆé˜²é˜Ÿå‘˜ç­‰ç»å¸¸è¦ä¸Žç«æ‰“交é“人的衣æœï¼Œé˜²æ­¢è¡£æœç‡ƒçƒ§ï¼Œèµ·åˆ°é˜»ç‡ƒä½œç”¨ã€‚此外,将阻燃纸应用于干å¼å˜åŽ‹å™¨ä¸Šï¼Œå…·å®‰å…¨ã€æ— æ¯’ã€é˜»ç‡ƒåŠæŠ—è¾å°„等优点。

      8.ç£æ€§çº³ç±³çº¸

      ç£æ€§çº¸å¯ä»¥åƒå½•éŸ³ç£å¸¦é‚£æ ·åœ¨å½•éŸ³æœºä¸Šå½•éŸ³ï¼Œä¹Ÿèƒ½æ”¾é€å‡ºå£°éŸ³ã€‚ç£æ€§çº¸çš„制造方法,是在该纸的内部å«æœ‰ç£æ€§ç‰©è´¨ç²‰æœ«ï¼Œæˆ–者是在该纸的表é¢é™„ç€æœ‰ç£æ€§ç‰©è´¨ç²‰æœ«ï¼Œè¿™ç§çº¸ç»å†²ç£å¤„ç†åŽè€Œå…·æœ‰ç£æ€§ï¼›åˆ©ç”¨è¿™ç§çº¸æœ¬èº«æ‰€å…·æœ‰çš„ç£æ€§ï¼Œå¯ä»¥å°†å®ƒç›´æŽ¥é™„ç€åœ¨é“质物体上。而将纳米技术应用于ç£æ€§çº¸ä¸Šï¼Œä½¿çº¸å¼ å“质更加优良,ç£æ€§æ•ˆæžœæ›´å¥½ã€æ›´æŒä¹…。如今这ç§ç£æ€§çº¸åœ¨å·¥å†œä¸šç”Ÿäº§ã€åŒ»ç–—ä¿å¥ã€å›½é˜²ã€ç§‘ç ”ã€æ–‡æ•™å«ç”Ÿä»¥åŠäººæ°‘生活等领域将有更广泛ã€æ›´æ–°é¢–的用途。

      除此之外,纳米技术åŠæ料在纸张产å“çš„å¼€å‘中也å‘挥ç€ç‰¹æ®Šçš„功效,例如å˜è‰²çº¸ã€å‚¨èƒ½çº¸ç­‰é«˜æ€§èƒ½ç‰¹ç§çº¸äº§å“çš„å¼€å‘和研究。此外,由于纳米æ料的化学活性优异,作为催化剂在造纸化学å“ã€åºŸæ°´å¤„ç†æ–¹é¢ä¹Ÿæœ‰å¹¿é˜”的应用å‰æ™¯ã€‚纳米技术除了在纸张上的应用外,目å‰åœ¨åŒ…装å°åˆ·è¡Œä¸šä¸­è¿˜æœ‰ä¸å°‘用途,如包装å°åˆ·ä¸­çš„纳米粘åˆå‰‚和密å°èƒ¶ã€çº³ç±³ç£æ€§ææ–™ã€çº³ç±³åŸºæ¿åŒ…装ææ–™ã€çº³ç±³å‚¬åŒ–剂与净水剂ã€çº³ç±³å‘å…‰æ料与防伪å°åˆ·ç­‰ã€‚总括而言,纳米作为近年æ¥ç ”究å‘展迅速的高新技术,它在å°åˆ·é¢†åŸŸçš„应用也将和其它领域一样,将在深度和广度上ä¸æ–­å‘展。