紙のナノテクノロジー - 業界の知識 - Shenzhen Joyful Printing Co.、Ltd

紙の中のナノテクノロジー

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紙は印刷で最も一般的に使用される素材であり、その品質は印刷品質の最良の実施形態です。伝統的な紙に使用されている木、竹、麻、その他の繊維の繊維は比較的太く、塗料の粒子（炭酸カルシウムなど）やフィラー（カオリンなど）は大きいため、次のようないくつかの特性があります。ゴムや他の成分は良くありません。その理由は、従来の紙にはいくつかの欠陥があるからです。例えば、普通紙は、水を恐れ、湿気を恐れているという欠点を有する。オフセット印刷用紙や静電複写用紙は、防水、防湿などの機能を有しているが、筆記が不便であり、特殊な特性が得られない。実現など、したがって、印刷された水晶の品質に影響を与えます。近年、ナノ材料科学の急速な発展に伴い、ナノテクノロジーは製紙業界でますます広く使用されるようになり、新しい成果が浮上してきました。パルプと紙に関連するのは、製紙産業の発展を促進し、印刷物の品質を向上させるナノ化学とナノ材料です。

現在の最先端技術および紙の実用的応用によれば、木質繊維はミクロン（１００〜１０００ｎｍ）のレベルまでしか加工することができない。木材のセル径は比較的粗いため、木材のナノテクノロジーは木材のセル構造を変え、細胞の成長を制御することができます。木材の特性を変えることは可能です。ほとんどの木材にとって、繊維がミクロンレベルに加工されると、木材セルのセルは完全に破壊され、セル内の粘性のある液体は容易に流出する可能性がある。機械的パルプ化の後、有害な液体を化学的に抽出しそして細胞管内の繊維を分離することはもはや必要ではない。木材がナノメートルレベルまで加工されると、木材の元の細胞構造は破壊され、繊維組織構造は変化し、そしてセルロースおよび半繊維は変化するであろう。リグニンとリグニンは加工中に機械的に分離することができ、それはパルプ化速度を大幅に増加させそして紙パルプ産業の環境汚染を減少させることができる。加えて、製紙用完成紙料の成分の一般的な最小規格から、より大きい繊維幅に加えて、充填剤粒子は一般に０．１〜１０ミクロンの範囲であり、残りの極細繊維は非繊維性微細材料であり、可溶性である。ポリマーなどはすべて1〜2ミクロン未満で、全体がコロイド状態にあり、それらの間の表面作用およびコロイド相互作用が重要であるため、製紙のウェットエンド化学も一種の表面化学およびコロイド化学である。製紙のウェットエンドの多くの成分は構造が非常に小さいので、特殊効果を有するナノ成分の導入はナノテクノロジーの役割を果たし、製紙効果を向上させることができる。例えば、現代の高速抄紙機ウェットエンドバッチ処理では、新世代のアニオン性コロイダルシリカ（すなわちＡＣＳ）およびカチオン性ポリマーを適用すると、粒径３〜５μｍのシリカナノ粒子を製造することができる。ウェットエンドバッチ処理システム粒子。粒子は、繊維の周りの成分中の微細成分を凝集させることができ、それによってスラリーの構造を改善し、微細成分の損失を減らし、抄紙機の操作および紙の均一性を改善し、そして添加剤の量を減らす。スラリー重要な影響。

紙コーティングにおいて、コーティングされた白色板紙コーティングへのナノ炭酸カルシウムの塗布は、白色板紙の性能を効果的に改善することができる。ナノＣａＣＯ３自体は、高い白色度、大きな表面積、高い表面活性、高い強度および硬度という特徴を有する。ナノ炭酸カルシウムの添加は、ＩＧＴ値、Ｋ＆Ｎインク吸収、滑らかさなどのようなコーティングのいくつかの重要な性能指数の改善に有益である。しかしながら、添加されるナノ炭酸カルシウムの量は性能の向上に比例しない。５％のナノ炭酸カルシウムコーティングを有する塗料では、ｐＨおよび温度が類似しているときに粘度がそれが添加されていないときよりも著しく高い。しかしながら、ナノ炭酸カルシウムはコーティングの白色度にほとんど影響を及ぼさない。ナノＣａＣＯ３の高い白色度が白色度を改善することができるという考えに反するように思われる。

液相中のナノ粒子の分散を向上させるためのいくつかの開発方向がある。１は粉末の湿潤熱を増加させるために適切な溶媒または溶液を選択することである。エネルギー効率Ｉ３は、製造された一次粒子を非常に安定にし、再凝集を防ぐために適切な分散剤を選択する。加えて、コーティングへのナノシリコン系酸化物の添加は、紫外線を遮蔽する目的を達成し、コーティングの老化防止特性を大幅に改善することができる。ナノシリカ酸化物（Slox）は無定形の白色粉末（ソフトアグロメレートと呼ばれる）で、無毒、無臭、無公害の無機非金属材料です。ナノＳｉＯｘの小さいサイズ効果のために、それはコーティングの界面に緻密な「ナノコーティング膜」を形成する漂白効果を引き起こし、それはコーティングの耐スクラブ性およびコーティングの自己洗浄性を大幅に改善する。フィルム表面。それはまた、コーティングの懸濁安定性およびレオロジーを改善するためにコーティング系との良好な親和性を生み出す。現在、製紙業界におけるナノテクノロジーの使用は、通常の紙の欠点のいくつかを克服し、紙の特別な性質を改善するであろう実用生産に入り始めている。例えば、河南銀鳩と華中師範大学ナノテクノロジー研究所は、普通紙上にナノ構造化層を調製するために世界で最も先進的なナノテクノロジーを採用し、新しい防水ナノペーパーを首尾よく開発した。紙の本来の筆記および複写機能を維持することに加えて、ナノ紙は普通紙にはない超疎水性および耐湿性の特別な性質、改良された印刷表面強度および減少した膨張比を有する。

さらに、科学技術の急速な発展において、人々は紙の性能と品質に関してより高い要求を持つようになるでしょう。従来の印刷および筆記用紙に加えて、特殊機能を有する用紙に対する需要もまた増加している。特別な紙を製造するための特別な添加剤としてのナノ材料は、ますます注目を集めています。現在、製紙業界では、水、抗菌剤、帯電防止剤、老化防止剤および香味剤、難燃剤、変色剤などの機能性紙の開発に主にナノ材料が使用されており、いくつかの製品が入手可能です。

抗菌機能を有するナノ紙

多くの有機抗菌剤は、劣った耐熱性、揮発性、容易な分解および有害物質、ならびに劣悪な安全性能という欠点を有する。この目的のために、人々は積極的に無機抗菌剤の研究開発を進めており、サブミクロンおよびナノスケールの無機抗菌剤を製造するための超微細技術の使用は有機抗菌剤の欠点をうまく解決することができる。ナノ無機抗菌剤を製紙スラリーおよび表面サイジング溶液に混合することによって、物理的抗菌複合繊維不織布、医療用食品包装紙、および高級家庭用紙などの、工業化された抗菌性の紙とすることができる。

帯電防止があります。耐摩耗性ナノ紙

多様化する工業製品の包装、特に高精度の計装、高い仕上げ要件を有するステンレス鋼材料および様々な合金材料用の包装材料において、包装紙は防水性、耐油性および防錆性であることが要求されるだけでなく要求される。。それは高強度、耐摩耗性、帯電防止および老化防止の特性を有し、普通の紙がこれらの特性を同時に有することは困難である。しかしながら、０．１％〜０．３％のナノメートル二酸化チタン、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化第二鉄、二酸化スズなどが製紙パルプに混合される場合、特殊紙は優れた耐摩耗性、耐水性、耐食性などを有することができる。そしてそれはまた良好な静電遮蔽性能を生じ、その静電効果を大いに減少させ、それは包装製品の安全率を大いに改善することができる。

3.ナノ紙の染色

紙の着色に使用される着色剤は、染料と顔料の2つの主要なカテゴリーに分類することができます。染色のための顔料は大部分天然の無機顔料であり、そしていくつかは有機合成されています。顔料は水に不溶で、繊維と親和性がなく、染色性能は染料ほど良くはないが、耐光性が強く、酸やアルカリなどの化学薬品に対しても強い。染料は着色し易いが、容易に加水分解され、ウェットエンドで大きな損失があり、高度に汚染され、紙に対する耐変色性が悪く、そして酸およびアルカリのような化学薬品に対して耐性がない。ナノスケール顔料を使用すれば、着色紙の耐変色性を解決することができます。最近の研究は、ナノ二酸化チタン、クロムイエロー、酸化鉄レッドおよび他の粉末の化学繊維への添加が紫外線の過剰な照射を遮蔽することができることを見出した。コンピュータシミュレーション設計を用いて、二酸化チタン粒子の粒径が５０〜１２０μｍであるとき、紫外線吸収効果が最も良いことが分かった。この粒径範囲の遮蔽粉末粒子を繊維に添加して、耐光性の艶消し高白色紙を製造することができる。鮮やかな色紙と、紫外線防止効果が得られます。

無機繊維ナノペーパー

製紙業界は主に植物繊維を原料として使用し、現在では特殊な紙を製造するために無機化合物も使用しています。これらの無機材料は優れた寸法安定性、耐熱性、耐薬品性、難燃性および電気絶縁性を有するように加工されているので、これらの特性は植物繊維に匹敵するものではない。代表的な無機繊維 - ガラス繊維は、叩きに耐えることができないので、ガラス繊維間の結合を欠き、そしてコピーされたシートは非常に壊れやすいが、ガラスフィラメントの直径が１００ｎｍ未満に制御されるならば、解決しました。ガラスフィラメントの膨張および収縮が小さいために紙繊維を形成するのが困難であるという現象は、繊維を交絡させるのに有利である。

5.カラーフレーバーナノ紙

科学技術の発展に伴い、人々の生活水準は継続的に向上し、紙に対する品質要求はますます高くなっています。今日、様々な香りの種類および様々な色のオフセット印刷用紙および筆記用紙などの一連の用紙が開発および製造されてきた。この香りのする紙は、柔らかくて繊細なだけでなく、微妙な香りもします。風味を付けた紙の開発へのナノテクノロジーの応用は風味を付けた紙の品質と印刷適性を大いに改善するでしょう、そして印刷された高級印刷クリスタルのイメージはもっと繊細で現実的になるでしょう。印刷された本、小学校や中学校の教科書、練習帳、ノートブック、さまざまな子供向けの本などに香りのよい紙を使用すると、読書時の紙の白色度が高いため、人々は眩しくないでしょう。読書それは視力を保護し近視を防ぐのに一定の効果があります。したがって、この種の風味を付けられた紙は、発売以来ユーザーから好評を得ています。

ナノ難燃紙

それは火の燃えを止めることができる紙です。それは、どんなに火力があっても、それは燃焼を引き起こさないでしょう。それはどんな種類の火の宿敵です。それは燃えることができるだけです、そして、しばしば火を扱う人々の服は、服が燃えないようにするために、しばしば。難燃効果があります。さらに、この難燃性紙は乾式変圧器に適用され、それは安全で無毒で炭素耐性があるが、発火しない。使用後の紙は古紙として使用することができ、有害な物質は自然の劣化で放出されません。難燃性紙は、一般に花火、花火、着色された大砲、クリスマス用玩具、観光用調理器などに使用することができる。今日のホリデー商品には理想的なグリーン商品です。消防士を作るためにこの論文を使うことは特別な効果があるとさえ示唆されています。変色紙や蓄エネルギー紙などの高性能特殊紙製品の開発と研究。さらに、その優れた化学的活性のために、ナノ材料は製紙化学結晶および廃水処理において広い用途見込みを有する。紙への応用に加えて、ナノテクノロジーは現在、包装および印刷におけるナノ接着剤およびシーラント、ナノ磁性材料、ナノ基板包装材料、ナノ触媒および浄水剤など、包装および印刷産業において多くの用途を有する。。、ナノ発光材料および偽造防止印刷など。要するに、近年のハイテク研究開発として、ナノテクノロジーは印刷分野だけでなく他の分野にも適用され、深くそして広範囲に発展し続けるであろう。

ナノ材料およびナノ複合材料は製紙分野において優れた性能および広い用途を有するが、ナノ材料の研究開発はまだ成熟しておらず、粉砕、凝集、分散技術などのさらなる解決が必要ないくつかの問題が依然としてある。十分に理想的ではない、ナノ製品の性能試験のために、さらに改善する必要がある、製品規格はまださらに改善する必要があります。しかしながら、ナノ粒子の製造コストが低下し、機能性ナノ粒子の多様性が増すにつれて、ナノテクノロジーは印刷分野および製紙産業においてより大きな役割を果たし、印刷および関連産業に無限の活力および活力をもたらすことが予想され得る。