发明内容
本发明的目的在于获得一种更为环保的替代性的生活用纸原料的预处理方法。
本发明的第二目的在于获得一种更为环保的替代性的生活用纸的制备方法。
本发明的第三目的在于获得一种更为环保的替代性的生活用纸。
在本发明的第一方面,提供了一种生活用纸原料的预处理方法,其包括如下步骤:
提供再生本色浆料;
所述再生本色浆料进行散浆,得到散浆浆料;
所述散浆浆料与原生漂白木浆、再生漂白浆料、非木材浆料中的一种或多种混合,得到混合浆料;
所述混合浆料进行磨浆;其中所述磨浆包括切断和疏解步骤;得到分丝帚化的生活用纸原料。
优选地,所述非木材浆料为原生非木材浆料。
在本发明的一个具体实施方式中,所述混合浆料中,再生本色浆料的含量X为15%-100%,以混合浆料的总的干浆量计。
在一具体实施方式中,所述干浆量为绝干浆量。
在一个具体实施方式中,所述散浆浆料为无浆点的散浆浆料;所述“无浆点”是指取20g浆料倒入1000ml烧杯内,并加清水至1000ml,搅拌后肉眼未观察到浆点。
在本发明的一个具体实施方式中,对所述磨浆的混合浆料进行疏解,直至所述分丝帚化的生活用纸原料的性能参数为23-33°SR(叩解度),根据GB/T3332标准测定。
在一优选例中,对混合浆料进行切断,例如采用切断功率55±5KW,且浆料流量50±5M3/H。
在本发明的一个具体实施方式中,所述方法还包括对生活用纸原料的色泽进行预控制的步骤。
在本发明的一个具体实施方式中,对生活用纸原料的色泽预控制的步骤包括:
对所述生活用纸原料进行色泽性能的检测,所述色泽性能包括白度;
调整再生本色浆料在混合浆料中的含量X,使得生活用纸原料的色泽性能与预定值的误差在±2%内,且色泽目视调查色泽接近率≥80%。
在一具体实施方式中,所述再生本色浆料的含量X的调整范围为15%-100%,以混合浆料的总的绝干浆量计。
在一具体实施方式中,调整再生本色浆料在混合浆料中的含量X,使得所述生活用纸原料进行浆料抄片以后的产品中,色泽性能与预定值的误差也在±2%内,且色泽目视调查色泽接近率≥80%。
在本发明的一个具体实施方式中,对生活用纸原料的色泽预控制的步骤还包括:
以调整后的混合浆料的配比为中心,对其中再生本色浆料的含量以X±(5-10)%的幅度进行调整,获得两个混合浆料的配比,其中所述两个混合浆料的配比包括再生本色浆料为上限含量X1的配方、和再生本色浆料含量为下限含量X2的配方;
对所述再生本色浆料含量为X、X1和X2的混合浆料进行磨浆,并进行浆料抄片;
抄片后的纸张进行检测白度,同时进行色泽目视调查,若白度误差±2%内,且色泽目视调查色泽接近率≥80%,则确定该生活用纸原料的色泽与标准样一致。
在一优选例中,所述混合浆料采用如下步骤进行磨浆和抄片:
每个配方总量取样10g绝干浆,其中按比例称量加入再生本色浆,将称量好的10g绝干浆倒入190g清水中浸泡;
30min后,将浸泡好的浆料倒入疏解机中疏解6000转,停止疏解机并观察浆料是否完全疏解;
若未完全疏解,则继续疏解2000转,直至完全疏解;若已完全疏解则进行抄片。
本发明的第二方面提供一种生产生活用纸的方法,其包括如下步骤:
采用本发明所述的预处理方法对生活用纸原料进行预处理;得到分丝帚化的生活用纸原料;
将所述分丝帚化的生活用纸原料进行抄造,获得生活生活用纸。
在本发明的一个具体实施方式中,所述混合浆料中,再生本色浆料的含量X为15%-100%,以混合浆料的总的干浆量计。
在一具体实施方式中,所述干浆量为绝干浆量。
在本发明的一个具体实施方式中,对所述浆料进行疏解,直至所述分丝帚化的生活用纸原料的性能参数为23-33°SR,根据GB/T3332标准测定。
在本发明的一个具体实施方式中,生产生活用纸时,
若所述生活用纸原料的预处理在独立预处理系统中进行,则系统循环生产;
若所述生活用纸原料的预处理与其他不含再生本色浆料的生活用纸原料共用预处理系统,则将所述预处理系统的白水外排并补进清水,从而避免再生本色浆料混入预处理系统。
在一优选实施例中,所述预处理系统包括叩前浆池、叩后浆池、成浆池。
在一优选实施例中,同时为保证造纸系统的水平衡,适当补进清水。
本发明的第三方面提供一种本发明的方法所制得的生活用纸。
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究,通过改进制备工艺,将再生本色浆料取代原生漂白木浆和再生漂白浆料,并意外地发现其经过处理后非常适合于生活用纸,而且其纸质接近于原生木浆产品纸质。在此基础上完成了本发明。
本文中,所述“再生本色浆料”是指未经化学品漂白的回收浆料。所述“再生本色浆料”可以通过市售得到。通常,所述再生本色浆料的来源包括:牛奶盒、饮料盒等食品包装盒。经过挑选、分类、除杂后进行浸泡、碎浆处理,浆料碎解后经过脱膜、除渣、洗浆处理得到需要的浆料。
本文中,所述“再生漂白浆料”是指生产过程中的切边、回收使用过的文化用纸。所述“再生漂白浆料”可以通过市售得到。
本文中,所述“原生非木材浆料”的叩解度通常为(10-22)°SR、湿重为(2-10)g。所述原生非木材浆料包括蔗浆、苇浆、竹浆、草浆等纤维或其组合。所述非木材纤维可以通过市售得到。
本文中,所述“色泽性能”包括白度。
以下对本发明的各个方面进行详述。如无具体说明,本发明的各种原料均可以通过市售得到;或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
散浆浆料
本发明的散浆浆料通过以下步骤得到:提供再生本色浆料,所述再生本色浆料进行散浆,得到散浆浆料。
所述再生本色浆料可以通过市售得到。
所述“散浆”可以通过本领域传统的方法得到。例如,通过水力碎浆机的离心力作用将干的浆板经水浸泡并碎解成适合造纸的浆料。
在一个具体实施方式中,通过散浆得到无浆点的散浆浆料;所述“无浆点”是指取20g浆料倒入1000ml烧杯内,并加清水至1000ml,搅拌后肉眼未观察到浆点。
混合浆料
所述混合浆料通过如下方法得到:所述散浆浆料与原生漂白木浆、再生漂白浆料、非木材浆料中的一种或多种混合,得到混合浆料。
其混合比例可以是:再生本色浆料(15-100)%(重量份,以浆料的绝干量计),原生漂白木浆(0-30)%、再生漂白浆料(0-85)%、原生非木材浆料(0-50)%。
从上述比例可见,本发明可大大减少原生漂白浆料的用量。
所述混合浆料中,所述其他浆料与再生本色浆料一起进行散浆。
现有技术中,现有技术中的再生漂白浆料和原生漂白木浆中,浆料漂白主要使用氯漂或氧漂,过程需使用化学品和大量清水清洗,化学品造成环境的污染且浪费水资源。而再生本色浆料其主要原料来自国外进口的特制牛奶盒、饮料盒等,经过挑选、分类、除杂后进行浸泡、碎浆处理。浆料碎解后经过脱膜、除渣、洗浆处理得到需要的浆料。再生本色浆料多使用于低附加值的包装纸中,尚未使用于生活用纸中,尤其是在高速生活用纸纸机上抄造高档生活用纸。
而本发明的发明人采用再生本色浆料制造生活用纸,由于再生本色浆料未经过漂白的工段处理,减少了环境的污染和水资源的浪费。由于牛奶盒和饮料盒等来源较稳定,故从原料特性来看,较再生漂白浆有一定稳定优势。而且本发明通过特定的处理步骤,使得再生本色浆料可以用于生活用纸。
此外,本发明还提供可以对所述混合浆料进行任选的色泽控制的优选实施方式:
由于再生本色浆料色泽的原因,为保证产品的色泽稳定,根据每批次浆料的纤维特性和色泽性能进行试验分析。
本发明人还发现,对混合浆料的白度进行控制,即可达到对本色纸色泽良好的控制。
本发明提供以下的优选方式:
对所述分丝帚化的生活用纸原料进行色泽性能的检测,所述色泽性能包括白度;
调整再生本色浆料在混合浆料中的含量X,使得生活用纸原料的色泽性能与预定值的误差在±2%内,且色泽目视调查色泽接近率≥80%。
更优选地,还可以包括如下步骤:
以调整后的混合浆料的配比为中心,对其中再生本色浆料的含量以X±(5-10)%的幅度进行调整,获得再生本色浆料为上限含量X1的配方、和再生本色浆料含量为下限含量X2的配方;
对所述再生本色浆料含量为X、X1和X2的混合浆料进行磨浆,并进行浆料抄片;
抄片后的纸张进行检测白度,同时进行色泽目视调查,若白度误差±2%内,且色泽目视调查色泽接近率≥80%,则确定该生活用纸原料的色泽与标准样一致。
本发明进一步提供以下优选的具体实施方式:
对已确定色泽的产品和其所使用的原料进行封样,并检测和记录该产品和原料的白度、叩解度、湿重,同时记录该标准样的具体配方和试验工艺;
对批次本色浆原料的白度、叩解度、湿重进行检测并分析,初步确定1个和产品标准样色泽一致的配方。再次,以初步确定的1个配方为中心线,根据再生本色浆料的加入比例进行±(5-10)%调整再产生2个配比(上限X1、下限X2)。(注:因考虑再生本色浆的加入量对产品色泽的影响不一,故调整比例依照再生浆料的加入量进行控制,如加入量较大,将调整比例放至10%。加入量较小,将调整比例放至5%);
对3个配方进行浆料抄片;每个配方总量取样10g绝干浆,按比例称量加入再生本色浆,将称量好的10g绝干浆倒入190g清水中浸泡。30min后,将浸泡好的浆料倒入疏解机中疏解6000转,停止疏解机并观察浆料是否完全疏解。若未完全疏解,则继续疏解2000转,直至完全疏解;若已完全疏解则进行抄片。将抄片后的产品进行检测白度,同时进行色泽目视调查。若白度误差±2%内,且色泽目视调查色泽接近率≥80%,则确定该产品色泽与标准样一致。同时确定此批原料使用的配比和生产工艺。
磨浆
因再生本色浆的色泽特点,需采取混合磨浆(打浆)的方式,保证产品的色泽均匀。
在一个具体实施方式中,所述磨浆步骤采用如下的切断和疏解步骤:
对混合浆料进行切断,例如功率55±5KW,流量50±5M3/H;更具体地,通过一台相川双盘磨(例如型号AWN-20)进行切断,双盘磨功率55KW,流量50±5M3/H,将纤维切断作用减少;
将切断处理的混合浆料进行疏解,使得纤维完全分丝帚化。例如叩解度为为23-33°SR,根据GB/T3332标准测定,更具体地27°SR、湿重6.6g。疏解电流是80±5A;更优选地采用疏解机(例如型号XJZ-21)处理,疏解电流是80±1A。增加疏解机是为了保证纤维长度的前提下,更好疏解纤维,使得纤维完全分丝帚化。本发明针对再生本色浆料的叩解度较低、湿重偏低的特性,将磨浆步骤侧重于疏解纤维,使得纤维完全帚化,并发现这一步骤使得纤维之间交织的要求得到满足,并达到产品需要的强度。
所述磨浆步骤还可任选地加入柔软剂,例如同时在高位箱处加入4±1kg/t纸的柔软剂,赋予产品一定得柔软度,保证手感与原生木浆产品接近。该优选实施方式可以赋予产品一定的柔软度,保证手感与原生浆产品接近。
现有技术中,鉴于原生漂白木浆、非木材浆料、再生漂白浆料的特性(如上所述),通过混合磨浆的系统处理,经过一台双盘磨处理,使得纤维适当切断和帚化即可达到抄造要求。原生浆料通常需要通过双盘磨(切断作用较强,同时具备疏解能力)的处理达到所需的纤维特性。具体地,例如17gsm卫生纸,通过一台相川双盘磨(型号AWN-20)处理功率为140kw,流量为50m3/h,处理后浆料的叩解度为28°SR,湿重为8g,磨浆后浆料满足纤维交织的要求。
而本发明中,再生本色浆料需增加疏解机的处理,主要是鉴于疏解机的特性(其疏解作用较强,切断作用较弱),为使再生本色浆浆料处理侧重于疏解,而减少切断作用,采用疏解机处理使浆料完全分丝帚化,满足抄造高档生活用纸的浆料特性。
制备工艺
生产生活用纸时,若所述生活用纸原料的预处理在独立预处理系统中进行,则系统循环生产;
若所述生活用纸原料的预处理与其他不含再生本色浆料的生活用纸原料共用预处理系统,则将所述预处理系统的白水外排并补进清水,从而避免再生本色浆料混入预处理系统。
在一优选实施例中,所述预处理系统包括叩前浆池、叩后浆池、成浆池。
在一优选实施例中,同时为保证造纸系统的水平衡,适当补进清水。
在一具体实施方式中,判断现有机台的系统独立情况,若单台机器的系统是独立,则系统循环生产;若2台纸机共用一个系统的话,则避免再生本色浆料混入系统影响另外一台机器的正常运作,将白水适当外排,同时为保证造纸系统的水平衡,适当补进清水。
更优选地,在改产前后的产品过渡过程中,控制叩前浆池、叩后浆池、成浆池的浆池液位,依照浆料的处理流程,待叩前浆池中原产品浆料的液位为20±5%时,用清水冲浆池内壁,将叩前浆池中浆料完全拉空;叩后浆池也按此操作处理。为保证机器不断浆能连续生产,将叩后浆泵的阀门开度开至100%,使得翻浆流量最大,加快翻浆速度。待成浆池原产品浆料的液位为6±1%时,开始从叩后浆池快速翻再生本色浆料至成浆池。(注:6%的液位实为成浆池浆料管道的内径占成浆池总液位的比例,因为液位低于浆管的内径时,浆管无法密封则浆泵无法抽出浆料)。此过渡过程仅需要2min的时间,即改产前后的产品浆料过渡中,2min内约50kg的产品是波动产品,大大缩短了高速纸机的改产损失。
本发明的优点
①本发明实现了将再生本色浆作为主要原料使用于高档生活用纸,既减少原生木浆给环境带来的污染,也实现资源循环利用。从而以更环保、更节省资源的方式,提升社会环保意识,使社会效益和经济效益同时实现。
②本发明与现有技术相比,在不增加生产成本的同时,生产出高品质的生活用纸。
③本发明可以将牛奶盒、饮料盒经过处理后用于高速生活用纸纸机,生产出品质接近于原生木浆的高档生活用纸。通过采用再生本色浆料作为主要原料,既循环使用资源,且减少了浆料漂白过程化学品对环境造成的污染。
本发明的其他方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明,否则所有的份数为重量份,所有的百分比为重量百分比,所述的聚合物分子量为数均分子量。
除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。
实施例1
实施机台:川之江BF-10生活用纸纸机
实施产品:17gsm卫生纸
主要原料:再生本色浆和再生白色浆。
实施过程:
一、产品色泽的控制
1、对已确定色泽的产品和其所使用的原料进行封样,并检测该产品和原料的白度、叩解度、湿重,样品使用原料的白度为35.0%、叩解度为24°SR、湿重为8.9g,色泽标准样的产品白度为72%。且该标准样的配方中加入20%再生本色浆料。
2、生产前,对批次本色浆原料的白度、叩解度、湿重进行检测并分析,白度为32.6%、叩解度为23°SR、湿重为8.8g。初步确定1个和产品标准样色泽一致的中心线配比,即加入20%再生本色浆料。以初步确定的这个配比为中心线,根据再生本色浆料的加入比例,再确定上限配比(加入25%再生本色浆料)和下限配比(加入15%再生本色浆)。
3、对这3个配方进行浆料抄片;每个配方总量取样10g绝干浆,按比例称量再生本色浆,将称量好的10g绝干浆倒入190g清水中浸泡。30min后,将浸泡好的浆料倒入疏解机中疏解6000转,停止疏解机并观察浆料是否完全疏解。若未完全疏解,则继续疏解2000转,直至完全疏解。
4、若已完全疏解则进行抄片。将抄片后的3个产品进行白度检测,同时进行色泽目视调查。上限配比白度为68%,中心线配比白度为70.2%,下限配比白度为72.5%,下限配比与标准样白度最接近,误差在±2%内。且通过色泽目视调查结果显示色泽接近率为82%,则确定下限配比的产品色泽与标准样一致。使用下限配比加如15%再生本色浆料进行生产。
5、采取混合磨浆方式,即所有浆料混合碎浆至磨浆。
二、浆料处理工艺
1、保证散浆完全,纤维完全润胀。将再生本色浆料全部投入低浓碎浆机后开始散浆,散浆时间至15min后,从碎浆机中取20g浆料倒入1000ml烧杯内,并加清水至1000ml,搅拌观察是否有浆点。无浆点则表示散浆完全,可以开始磨浆处理。
2、针对再生本色浆的特殊磨浆工艺。由于再生本色浆料的叩解度为24°SR、湿重8.8g,纤维长度较原生木浆中长纤短较多,性能偏向于中长纤,此性能决定了磨浆的侧重于疏解纤维,切断作用减少,使得纤维完全帚化,满足纤维之间交织的要求。通过相川双盘磨(型号AWN-20)和疏解机处理,双盘磨功率55KW,盘磨流量50M3/H,疏解机(型号XJZ-21)电流是80A。磨浆后的叩解度为27°SR、湿重6.6g,此种磨浆条件下达到产品需要的强度。同时在高位箱处加入4kg/t纸的柔软剂,赋予产品一定得柔软度,保证手感与原生木浆产品接近。
三、生产的正常连续运作,保证本色与白色产品之间不能互相影响。
1、由于该试验机台和另一台机器共用一个白水系统,将白水适当外排,同时为保证造纸系统的水平衡,适当补进清水。
2、依照浆料的处理流程(碎浆机——叩前浆池——叩后浆池——成浆池——上纸机),待叩前浆池中原产品浆料的液位为70mm时,用清水冲浆池内壁,将池壁上的浆料全部冲到底部完全拉空至叩后浆池;叩后浆池也按此操作处理。为保证机器不断浆能连续生产,将叩后浆泵的阀门开度开至100%,使得翻浆流量最大,加快翻浆速度。待成浆池原产品浆料的液位为6%时,开始从叩后浆池快速翻再生本色浆料至成浆池。(注:6%的液位实为成浆池浆料管道的内径占成浆池总液位的比例,因为液位低于浆管的内径时,浆管无法密封则浆泵无法抽出浆料)。此过渡过程仅需要2min的时间,即改产前后的产品浆料过渡中,2min内只有约50kg的产品是波动过程产品,大大缩短了高速纸机的改产损失。
3、再生本色浆料产品生产结束后,同样按照此顺序转产为常规白色产品。
四、产品结果分析
1、物性指标对比
2、手感认同度:
经过手感盲测,结果显示:原生木浆和再生本色浆产品手感接近的认同度为75%。
实施例2
实施机台:OCP1#爱建纸机
实施产品:40gsm擦手纸
主要原料:再生本色浆和再生白色浆。
实施过程:
一、产品色泽的控制
1、对已确定色泽的产品和其所使用的原料进行封样,并检测该产品和原料的白度、叩解度、湿重,样品使用原料的白度为35.0%、叩解度为24°SR、湿重为8.9g,色泽标准样的产品白度为50%。且该标准样的配方中加入50%再生本色浆料。
2、生产前,对批次本色浆原料的白度、叩解度、湿重进行检测并分析,白度为38%、叩解度为23°SR、湿重为8.8g。初步确定1个和产品标准样色泽一致的中心线配比,即加入50%再生本色浆料。以初步确定的这个配比为中心线,根据再生本色浆料的加入比例,再确定上限配比(加入60%再生本色浆料)和下限配比(加入40%再生本色浆)。
3、对这3个配方进行浆料抄片;每个配方总量取样10g绝干浆,按比例称量再生本色浆,将称量好的10g绝干浆倒入190g清水中浸泡。30min后,将浸泡好的浆料倒入疏解机中疏解6000转,停止疏解机并观察浆料是否完全疏解。若未完全疏解,则继续疏解2000转,直至完全疏解。
4、将已完全疏解的浆料进行抄片。将抄片后的3个产品进行白度检测,同时进行色泽目视调查。上限配比白度为49.5%,中心线配比白度为52%,下限配比白度为56%,上限配比与标准样白度最接近,误差在±2%内。且通过色泽目视调查结果显示色泽接近率为85%,则确定上限配比的产品色泽与标准样一致。使用上限配比加入再生本色浆60%进行生产。
5、采取混合磨浆方式,即所有浆料混合碎浆至磨浆。
二、浆料处理工艺
1、保证散浆完全,纤维完全润胀。将再生本色浆料全部投入高浓碎浆机后开始散浆,散浆时间至15min后,从碎浆机中取20g浆料倒入1000ml烧杯内,并加清水至1000ml,搅拌观察是否有浆点。无浆点则表示散浆完全,可以开始磨浆处理。
2、针对再生本色浆的特殊磨浆工艺。由于再生本色浆料的叩解度为24°SR、湿重8.8g,纤维长度较原生木浆中长纤短较多,性能偏向于中长纤,侧重于疏解纤维,切断作用减少,使得纤维完全帚化,满足纤维之间交织的要求。此性能决定了再生本色浆料需通过2台串联双磨浆和1台精浆机的处理,双盘磨电流分别是110A和70A,精浆机电流为70A,磨浆处理后的叩解度为30°SR、湿重6.0g,此种磨浆条件下达到产品需要的强度。
三、生产的正常连续运作,保证本色与白色产品之间不能互相影响。
1、该OCP1#爱建纸机的系统是独立,则系统循环生产。
2、依照浆料的处理流程(碎浆机——叩前浆池——叩后浆池——配浆池——成浆池——上纸机),待叩前浆池中原产品浆料的液位为70mm时,用清水冲浆池内壁,将池壁上的浆料全部冲到底部完全拉空;叩后浆池和配浆池也按此操作处理。为保证机器不断浆能连续生产,将叩后浆泵的阀门开度开至100%,使得翻浆时流量最大,加快翻浆速度。待成浆池原产品浆料的液位为6%时,开始从叩后浆池快速翻再生本色浆料至成浆池。(注:6%的液位实为成浆池浆料管道的内径占成浆池总液位的比例,因为液位低于浆管的内径时,浆管无法密封则浆泵无法抽出浆料)。此过渡过程仅需要2min的时间,即改产前后的产品浆料过渡中,2min内只有约50kg的产品是波动过程产品,大大缩短了高速纸机的改产损失。
3、再生本色浆料产品生产结束后,同样按照此顺序转产为常规白色产品。
四、产品结果分析
1、物性指标对比
2、手感盲测:
经过手感盲测,结果显示:再生本色浆擦手纸与原生木浆擦手纸的手感接近的认同度为72%。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。