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納米科技在紙張中的應用

2009-03-05 00:00 來源：中華印刷包裝網責編：周楚毓

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        2.抗菌納米紙

        許多有機抗菌劑都存在著耐熱性差、易揮發、易分解產生有害物質、安全性能差等缺點。為此，人們積極開發研究無機抗菌劑，而利用超微細技術能夠生產亞微米及納米級的無機抗菌劑，可以很好地解決有機抗菌劑的缺點。納米級無機抗菌劑系列包括元素、氧化物和多種化合物。將納米無機抗菌劑混入造紙漿料及表面施膠液中，就可將紙張抗菌產業化，如物理抗菌復合纖維無紡布、醫用食品包裝紙、高級生活用紙等。無機抗菌劑主要包括銀、銅、鋅、硫、砷及其離子元素等。光催化抗菌劑有納米級氧化鈦、氧化鋅、氧化硅等，它們能將細菌和殘骸一起殺滅和消除，從而超過傳統抗菌劑僅能殺滅細菌本身的性能。同時，還能將細菌分泌的毒素也分解掉，而傳統的抗菌劑就無法消除細菌殘骸和毒素。MOD系列納米高性能無機抗菌劑解決了無機抗菌劑在應用中變色的世界性難題，用0.5-2%添加量的包裝產品，其抗菌率可達99.9%，目前應用于牛奶、飲料抗菌包裝、塑料制品，功能性涂料及專用紙張等。

        3.耐磨、抗靜電納米紙

        在多樣化的工業用品包裝中，特別是高精密儀表電器、光潔度要求很高的不銹鋼材料及各種合金材料的包裝襯紙，不僅要求包裝用紙具有防水、防油、防銹性能，而且要求具有強度高、耐磨擦、抗靜電、抗老化的特點，而一般的紙張都很難同時具有這些特點。但如果將0.1-0.3%左右的納米二氧化鈦、三氧化二鉻、氧化鋅、三氧化二鐵、二氧化錫等粉體滲入到造紙漿料中而制作的這種特種紙，就可以具有優良的耐磨、抗水、耐腐蝕等作用，而且它同時還會產生良好的靜電屏蔽性能，大大降低其靜電效應，從而可大幅度地提高包裝產品的安全系數。

        4.染色納米紙

        用于紙張著色的色料可分為染料和顏料兩大類。染色用顏料多屬天然無機顏料，也有部分是有機合成的。顏料不溶于水，與纖維無親和力，染色性能不如染料，但是顏料耐旋光性強，對酸、堿等化學藥劑的抗拒性能也較強。染料雖然容易上色，但是易水解，在濕部流失大，污染性強，成紙的色牢度差，且不耐酸、堿等化學藥劑。如果采用納米級顏料，就可以解決有色紙的色牢度問題。最近研究發現，將納米二氧化鈦、鉻黃、氧化鐵紅等粉體添加到化學纖維中，可以遮蓋紫外線的過度照射。利用電子計算機模擬設計發現，二氧化鈦微粒粒徑在50至120納米時，吸收紫外線效果最好，把這種粒徑范圍的屏蔽粉體微粒加入纖維中，可以制作成耐光的亞光高白紙，以及色彩鮮艷的有色紙，并且可以達到抗紫外線的效果。

       5.無機纖維納米紙

       造紙工業主要是以植物纖維為原料，現在也有用無機化合物來生產特種紙張的。由于這些無機物加工制成的無機纖維具有良好的尺寸穩定性、耐熱性、抗化學性、阻燃性和電絕緣性，這些性質都是植物纖維所望塵莫及的。而具有代表性的無機纖維──玻璃纖維，因經不起打漿，玻璃纖維之間又缺乏粘結和，抄成的紙頁很脆弱，但是如果把玻璃絲直徑控制在100納米以下，那么就可以解決玻璃絲的伸縮小、柔軟性差而造成的成紙難的現象，有利于纖維的互相交織成形。
      6.彩色加香納米紙

      隨著科技的發展，人們生活水準的不斷提高，對紙的品質要求也愈來愈高，如今已開發并生產出各種香型、各種顏色的膠版印刷紙、書寫紙等系列用紙。這種加香紙不僅色澤柔和細膩，而且含有淡淡的清香。而將納米技術應用于加香紙的研制，將使加香紙的品質、印刷適性等大為提高，印刷的高檔印刷品的圖像將更加細膩、逼真。將彩色加香紙應用于印制書刊、中小學課本、練習本、筆記本及各種兒童讀物等，人們在閱讀時不會因為紙的白度高而感到刺眼，從而可減輕長時間閱讀的疲勞，對保護視力、預防近視有一定作用。因此，這種加香紙一經推出，就受到廣大用戶的好評。

       7.納米阻燃紙

      就是能阻止著火燃燒的紙，對它來說，無論多大的火力，都不會引起燃燒，是任何火種的克星，它只能燒焦、碳化，但不著火。這種紙使用后，可作廢紙處理，在自然降解中無任何有害物釋放，阻燃紙一般可用于煙花、禮花、彩炮、圣誕玩具、旅游炊具等。是當今節日用品(各種喜慶場面、營造室內歡快氣氛等)中理想的綠色環保產品。甚至有人提出用這種紙做成消防隊員等經常要與火打交道人的衣服，防止衣服燃燒，起到阻燃作用。此外，將阻燃紙應用于干式變壓器上，具安全、無毒、阻燃及抗輻射等優點。

      8.磁性納米紙

      磁性紙可以像錄音磁帶那樣在錄音機上錄音，也能放送出聲音。磁性紙的制造方法，是在該紙的內部含有磁性物質粉末，或者是在該紙的表面附著有磁性物質粉末，這種紙經沖磁處理后而具有磁性；利用這種紙本身所具有的磁性，可以將它直接附著在鐵質物體上。而將納米技術應用于磁性紙上，使紙張品質更加優良，磁性效果更好、更持久。如今這種磁性紙在工農業生產、醫療保健、國防、科研、文教衛生以及人民生活等領域將有更廣泛、更新穎的用途。

      除此之外，納米技術及材料在紙張產品的開發中也發揮著特殊的功效，例如變色紙、儲能紙等高性能特種紙產品的開發和研究。此外，由于納米材料的化學活性優異，作為催化劑在造紙化學品、廢水處理方面也有廣闊的應用前景。納米技術除了在紙張上的應用外，目前在包裝印刷行業中還有不少用途，如包裝印刷中的納米粘合劑和密封膠、納米磁性材料、納米基板包裝材料、納米催化劑與凈水劑、納米發光材料與防偽印刷等。總括而言，納米作為近年來研究發展迅速的高新技術，它在印刷領域的應用也將和其它領域一樣，將在深度和廣度上不斷發展。