一种雾度可控的高透明纸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种雾度可控的高透明纸及其制备方法，具体制备方法如下：（1）以分子级纤维素及其衍生物为填充物，提供纸张高的透光率；（2）微米级的木质纤维通过纤维疏解、纸页成型、干燥三道工序，形成三维多孔纤维交织网络结构。以此为骨架，提供纸张优异的光散射性能；（3）借助浸渍或涂布工艺，将步骤（1）中的分子级纤维素及其衍生物与步骤（2）中的三维多孔纤维交织网络按照一定质量比相结合，并通过调控纤维交织网络定量，制备出雾度可控的高透明纸。其可见光区透光率介于86~91%，雾度介于0.5~85%（550纳米波长）之间。该雾度可控高透明纸在LED照明、平板显示、光伏器件领域有潜在的应用前景。

A high transparent paper with controllable haze and its preparation method

The invention discloses a high transparent paper with controllable haze and a preparation method thereof. The specific preparation method is as follows: (1) taking molecular cellulose and its derivatives as fillers to provide high light transmittance of the paper; (2) micron grade wood fiber forms a three-dimensional porous fiber interwoven network structure through three processes of fiber dispersion, paper page forming and drying. Based on this framework, the excellent light scattering performance of paper is provided; (3) with the help of impregnation or coating process, the molecular cellulose and its derivatives in step (1) are combined with the three-dimensional porous fiber interwoven network in step (2) according to a certain mass ratio, and the high transparent paper with controllable haze is prepared by adjusting the quantity of fiber interwoven network. Its visible light transmittance is 86-91%, haze is 0.5-85% (550 nm wavelength). The paper has potential applications in LED lighting, flat panel display and photovoltaic devices.

【技术实现步骤摘要】
一种雾度可控的高透明纸及其制备方法
本专利技术属于纤维素复合薄膜及造纸
，尤其涉及一种雾度可控的高透明纸及其制备方法。
技术介绍
由纤维素材料制成的透明薄膜因具有质轻、成本低、柔韧性好、环保等优点，吸引了科学界越来越多的关注。可调控光学雾度是纤维素透明薄膜的一个增强特性，其可作为电子产品的功能组件，这个特点很有可能为纤维素薄膜开创新的机遇。[ZhuH,FangZ,PrestonC,etal.Transparentpaper:fabrications,properties,anddeviceapplications[J].Energy&EnvironmentalScience,2014,7(1):269-287.]现有制备可控雾度的纤维素透明薄膜的方法主要有：（1）通过调整纳米纤维素和TEMPO氧化浆的质量比，实现纤维素透明薄膜的可控雾度[FangZ,ZhuH,BaoW,etal.Highlytransparentpaperwithtunablehazeforgreenelectronics[J].Energy&EnvironmentalScience,2014,7(10):3313-3319.]；（2）通过调节纳米纤维素（NFC）、纳米微晶纤维素（CNC）之间的比例来实现薄膜的雾度可调控[XuX,ZhouJ,JiangL,etal.Highlytransparent,low-haze,hybridcellulosenanopaperaselectrodesforflexibleelectronics[J].Nanoscale,2016,8(24):12294-12306.]；（3）采用有机溶剂分散纳米纤维素，通过调控有机溶剂与水的比例，并将分散液真空过滤后热压干燥，制备得到可控雾度的纤维素透明薄膜[HsiehMC,KogaH,SuganumaK,etal.HazyTransparentCelluloseNanopaper[J].ScientificReports,2017,7.]。但上述方法需要使用纳米纤维素、纳米微晶纤维素，使得到可控雾度的纤维素透明薄膜难以兼顾制备成本。因此开发出低成本、可控雾度的纤维素透明薄膜，不仅有利于推动纤维素透明薄膜的规模化、低成本的制造，同时有助于拓宽纤维素薄膜的应用领域。以分子级纤维素及其衍生物为填充物，提供纸张高的透光率；微米级的木质纤维通过纤维疏解、纸页成型、干燥三道工序，形成三维多孔纤维交织网络结构。以此为骨架，提供纸张优异的光散射性能；最后借助浸渍或涂布工艺，将分子级纤维素及其衍生物与三维多孔纤维交织网络相结合，通过调控纤维交织网络与纤维素或其衍生物之间的质量比，制备出雾度可控的高透明纸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足和缺点，提供一种雾度可控的高透明纸及其制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现。一种雾度可控的高透明纸的制备方法，包括以下步骤：（1）将分子级纤维素或纤维素衍生物溶解于水中，得纤维素或纤维素衍生物溶液，提供纸张高的透光率；（2）微米级的木质纤维通过纤维疏解、纸页成型、干燥三道工序，形成三维多孔纤维交织网络结构；以此为骨架，提供纸张优异的光散射性能；（3）借助浸渍或涂布工艺，将步骤（1）中的纤维素或纤维素衍生物溶液与步骤（2）中的三维多孔纤维交织网络相结合，并通过调控纤维交织网络定量，制备出雾度可控的高透明纸。进一步优化地，步骤（1）所述纤维素衍生物为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中任何一种。其作用是为复合薄膜提供优异的透光率。进一步优化地，步骤（1）所述纤维素或纤维素衍生物溶液的质量浓度为0.5~2%。进一步优化地，步骤（1）所述纤维素衍生物的分子量为9000~700000D。进一步优化地，步骤（2）所述微米级的木质纤维为针叶木浆、阔叶木浆、非木浆、废纸浆、绒毛浆和棉浆中的任一种。进一步优化地，步骤（2）所述微米级的木质纤维的打浆度为12~40°SR。进一步优化地，步骤（3）所述三维多孔纤维交织网络与纤维素或纤维素衍生物的质量比介于0:1和3:7之间。进一步优化地，步骤（3）所述三维多孔纤维交织网络的定量为10~80g/m2。由以上所述的制备方法制得的一种雾度可控的高透明纸。进一步优化地，所述高透明纸的可见光区透光率为86~91%，在550纳米波长的雾度为0.5~85%。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术制备雾度可控的高透明纸的方法，成本低，有利于工业化；（2）本专利技术制备雾度可控的高透明纸的方法，使用不同定量的三维多孔纤维交织网络控制光散射效应，实现雾度调控，同时保持薄膜的高透明度。具体实施方式以下结合具体实例来对本专利技术作进一步说明，但本专利技术说要求保护的范围并不局限于实施例所涉及之范围。下述实施例中，纤维素复合薄膜的透光率和雾度根据GB/T2410-2008国家标准测定。实施例1纤维素衍生物溶液的制备：分别称量8g分子量为250000D的甲基纤维素（MC）、792g去离子水，先将去离子水加入到烧杯中升温至85℃，在1000rpm搅拌速度下加入MC，继续搅拌1h，冷却至室温，使用滤网进行过滤得到质量浓度为1%的MC溶液。纤维交织网络结构；疏解针叶木浆（打浆度20°SR），抄造定量为10g/m2，风干处理得到纤维交织网络结构。高透明纸的制备：通过浸渍工艺，73.3g质量浓度为1%的MC溶液和10g/m2的纤维交织网络结构按质量比7:3充分结合，得到高透明纸。通过以上步骤得到的高透明纸，其可见光区透光率为90%，雾度为42.5%（550纳米波长）。实施例2纤维素衍生物溶液的制备：分别称量8g分子量为700000D的羧甲基纤维素（CMC）、792g去离子水，先将去离子水加入到烧杯中，在1000rpm搅拌速度下缓慢加入CMC，继续搅拌升温至72℃，时间2h，冷却至室温，使用滤网进行过滤得到质量浓度为1%的CMC溶液。高透明纸的制备：纤维交织网络结构质量比为0，采用浇铸法制备得到CMC膜。通过以上步骤得到的高透明纸，其可见光区透光率为91%，雾度为0.5%（550纳米波长）。实施例3纤维素衍生物溶液的制备：分别称量8g分子量为90000D的羟乙基纤维素（HEC）、792g去离子水，将去离子水加入到烧杯中，在1000rpm搅拌速度下加入HEC，搅拌1h，使用滤网进行过滤得到质量浓度为1%的HEC溶液。高透明纸的制备：纤维交织网络结构质量比为0，采用浇铸法制备得到HEC膜。。通过以上步骤得到的高透明纸，其可见光区透光率为91%，雾度为0.5%（550纳米波长）。实施例4纤维素衍生物溶液的制备：分别称量8g分子量为250000D的羟丙基纤维素（HPC）、792g去离子水，将去离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雾度可控的高透明纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将分子级纤维素或纤维素衍生物溶解于水中，得纤维素或纤维素衍生物溶液；/n（2）微米级的木质纤维通过纤维疏解、纸页成型、干燥三道工序，形成三维多孔纤维交织网络结构；/n（3）借助浸渍或涂布工艺，将步骤（1）中的纤维素或纤维素衍生物溶液与步骤（2）中的三维多孔纤维交织网络相结合，并通过调控纤维交织网络定量，制备出雾度可控的高透明纸。/n

【技术特征摘要】
1.一种雾度可控的高透明纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将分子级纤维素或纤维素衍生物溶解于水中，得纤维素或纤维素衍生物溶液；
（2）微米级的木质纤维通过纤维疏解、纸页成型、干燥三道工序，形成三维多孔纤维交织网络结构；
（3）借助浸渍或涂布工艺，将步骤（1）中的纤维素或纤维素衍生物溶液与步骤（2）中的三维多孔纤维交织网络相结合，并通过调控纤维交织网络定量，制备出雾度可控的高透明纸。


2.根据权利要求1所述的一种雾度可控的高透明纸的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纤维素衍生物为甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中任何一种。


3.根据权利要求1所述的一种雾度可控的高透明纸的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纤维素或纤维素衍生物溶液的质量浓度为0.5~2%。


4.根据权利要求1所述的一种雾度可控的高透明纸的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述纤维素衍生物的分子量为9000~700000D。...

【专利技术属性】
技术研发人员：方志强，胡稳，刘宇，陈港，宁洪龙，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44