CN103938482B

CN103938482B - 复合抄造浆粕基片及其制备方法

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Publication number: CN103938482B
Application number: CN201410102890.7A
Authority: CN
Inventors: 郑明伟; 张晖; 王伟君; 王翠
Original assignee: SUZHOU JICHEN DAILY PRODUCT Co Ltd
Current assignee: SUZHOU JICHEN DAILY PRODUCT Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: CN103938482A

Abstract

本发明提供了一种复合抄造浆粕基片及其制备方法。该基片包括面层、芯层和底层，所述面层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭，所述芯层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒，所述底层原料为竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维。其制备方法包括碎浆、配浆、高浓除砂、低浓除砂、压力筛选、冲浆、复合抄造、烘干等步骤。该发明优点是：利用竹、麻制品加工、食品加工、纺织生产的废弃物和燃煤排放出的煤渣制成浆粕基片。用作过滤材料时，对水中悬浮物、颗粒物有很好的过滤作用，还可去除有机物颗粒，不溶性的无机物杂质，降低化学耗氧量的功效。工艺步骤中无废水排出，所需用水可以循环使用。

Description

复合抄造浆粕基片及其制备方法

技术领域

本发明涉及造粕技术领域，尤其涉及一种浆粕基片的造粕技术领域。

背景技术

各种浆料抄造复合、多层叠网抄造多限于造纸技术领域。

CN101225627B公开了一种“工业固体废料纤维制备气相防锈纸的方法”(申请号200810017337.8)其内容涉及面浆的配制芯浆的配制方法。其采用一步法抄造，方法为将面浆送入三叠网的上、下长网流浆箱中成型得到上层、下层，同时将芯浆融入斜网流浆箱中成型，在此同时将同步织网机织成的菱形网布经斜网流浆箱内融入斜网部形成芯层，网布基材为水溶纱，上层、芯层、下层三层浆料各自在真空状的抽吸力作用下脱水，经复合布成为三层合一的湿纸页，再经压榨后烘干得到成品纸。

CN1603515A公开了“一种利用非植物纤维或化纤制造高强度纤维网络夹芯纸袋纸的方法”(申请号为200410067952.1)，其过程如下：将非植物纤维或化纤切断，开松、磨浆、疏解制得纸浆为芯层，在三叠网纸机的斜网上抄造纸袋纸的芯层。用植物纤维纸浆通过三叠网纸机的长网上抄造上下层面纸，与芯层复合干燥制得高强度纤维网络夹芯纸袋纸。

粘胶浆粕生产需蒸煮并伴有大量废水排放。

粘胶浆粕制备工艺碱法浸渍、蒸煮等工艺，生产过程中有大量的废水排放。CN1385287A公开了一种“竹浆粕变性生产工艺”，该发明涉及一种粘胶竹纤维生产工艺主要有碱法浸渍、二次蒸煮、平板(带)式洗料、渗漂等。将不溶性竹浆粕变性生产成可溶性粘胶竹浆粕。其缺陷在于，由于采用碱法浸渍、二次蒸煮，在生产过程中有大量的废水排放。

造纸和造(浆)粕分属两个不同的技术领域。即便造纸和造(浆)粕的某些基本原理和某些制备步骤和设备的类型存在相似，其制备过程中的设备和工艺技术参数有很大的区别。并且，浆粕仅是是造纸工艺的中间产品，产品性质、质地、用途等也存在很大的差别。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种复合抄造浆粕基片，原料取自加工工业废料和燃煤燃烧后的废弃物，具有作为日常生活和工业过滤、吸附等广泛用途。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种复合抄造浆粕基片的制备方法，制备过程无污染物排放，稀释、搅拌、输送用水可循环利用。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合抄造浆粕基片，该基片包括面层、芯层和底层，上述三层的质量比为(3.02－6.85)∶(2.12－6.63)∶(1.21－2.23)；所述面层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭，所述面层中上述三种原料的质量比为(7.65－8.91)∶(5.14－7.23)∶(1.25－1.91)，其中竹纤维的平均纤维直径范围为29－46微米，平均纤维长度范围为0.5－7.6毫米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为(2.83－3.66)∶(4.85－6.76)，粉状活性炭中果壳活性炭和煤质活性炭的质量比为(6.54－8.35)∶(4.56－5.87)，粉状活性炭的平均粒径范围为98－126微米，且最大颗粒与最小颗粒的粒径比＜1.63；所述芯层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒，所述芯层中上述五种原料的质量比为(2.85－3.96)∶(3.12-4.26)∶(4.22－6.08)∶(4.24－6.93)∶(1.95－3.53)，其中竹纤维的平均纤维直径范围为33－48微米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为(2.65－3.34)∶(4.33－6.86)，莫代尔纤维的平均纤维直径范围为47－59微米，平均纤维长度范围为1.3－5.7毫米，黄麻浆纤维为黄麻皮浆纤维，煤渣颗粒的平均粒径范围为80－315微米，平均粒径范围≤160微米的煤渣颗粒与平均粒径范围＞160微米的煤渣颗粒的质量比为(4.51－5.23)∶(1.26－6.12)；所述底层原料为竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维，所述底层中上述三种原料的质量比为(5.56－6.82)∶(5.64－7.84)∶(2.35－3.51)，其中竹纤维的平均纤维直径范围为53－86微米，平均纤维长度范围为1.2－5.6毫米，苎麻浆纤维为苎麻皮浆纤维，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为(3.65－4.46)∶(4.79－6.90)。

优选地，

该基片面层、芯层和底层的质量比为4.76∶3.95∶2.01。

所述面层中竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭质量比为8.02∶6.25∶1.46。

所述芯层中竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒的质量比为3.06∶3.98∶5.36∶6.12∶2.88。

所述底层中竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维的质量比为6.12∶6.28∶3.16。

根据实际应用环境需求将面层、芯层以及底层叠放次序任意调整。

其中，所述煤渣包括火力发电厂、工业和其他设备燃煤排放出的废渣中的一种或者其混合物。由于煤渣结构膨大，有蜂窝状细孔，不溶于水，经筛选洗净后可用作过滤材料。它对水中悬浮物、颗粒物有很好的吸附作用，是一种较廉价的过滤材料。

活性炭、煤渣还具有微孔多、表面积大的特点，且煤渣含有大量多孔非晶态的SiO₂、Al₂O₃,，对废水中的污染物有很好的吸附能力，能够起到脱色和去除杂质的作用。

矿渣纤维具有较高的纤维强度，能够提高基片的抗冲击力。

本发明涉及的复合抄造浆粕基片，所述芯层煤渣包括火力发电厂、工业和其他设备燃煤排放出的废渣。

本发明还提供了一种复合抄造浆粕基片的制备方法，包括下述步骤：

碎浆、配浆、高浓除砂、低浓除砂、压力筛选、冲浆、抄造、烘干。

所述复合抄造浆粕基片的制备方法，具体可以包括下述步骤：

a)碎浆、配浆、高浓除砂、低浓除砂、压力筛选、冲浆得到面层浆料；

b)碎浆、配浆、高浓除砂、低浓除砂、压力筛选、冲浆得到芯层浆料；

c)碎浆、配浆、高浓除砂、低浓除砂、压力筛选、冲浆得到底层浆料；

d)将步骤a)、b)和c)获得的面层浆料、芯层浆料和底层浆料进行复合抄造、烘干。

优选地，所述抄造步骤是复合抄造，最优地所述抄造步骤是多种浆粕叠网湿法复合抄造。

其中，上述步骤a)、b)、c)中的配浆程序中均加入占该层原料质量0.3－1％的湿强剂。

具体流程图如图2所示。

具体地说，其中的工艺步骤和技术参数如下所述：

其中，碎浆是指粉碎浆粕原料，可以为水力碎浆或槽式打浆。

水力碎浆中控制浆浓度：3-10％；

槽式打浆中控制浆浓度：3-7％；电流：50-110A；打浆时间：10-60分钟；叩解度：20-30°SR。

其中，配浆是指将几种不同成分的浆料按照生产所需工艺比例配成混合浆料。浆浓度：3-4％。

其中，高浓除砂是指浆料在配浆后的高浓度下经除砂器除去浆料中重量或体积较大的垃圾颗粒。高浓除砂的浆浓度为3-4％；工作压力：0.15-0.25MPa。

其中，低浓除砂是指纸浆经过多重配浆后，在较低浓度下再经过低浓除砂器除去比重或体积较小的垃圾颗粒。低浓除砂的浓度为0.6-1.2％；工作压力：0.15-0.25MPa。

其中，压力筛选，浓度：0.6-1.2％；工作压力：0.15-0.25MPa。鼓筛缝：0.2mm或者筛鼓筛孔径：3mm，目数：25目。

其中，冲浆是指将高浓度浆料经过加水充分稀释成均匀的低浓度浆的过程。冲浆浓度：0.3-0.5％；

其中，复合抄造是指将多种浆料叠网湿法复合抄造。三层斜网上网；斜网角度：3-10°；线速度：7-15m/min；斜网目数：60-80目。

其中，烘干是指将多种浆料叠网湿法复合抄造后的复合抄造浆粕基片用温度迅速去除水分。

烘干温度：110-130℃；控制最终水分＜9wt％。

本发明的复合抄造浆粕基片，突破了工业、家居生活用品浆粕多采用木浆和棉浆混合制造的局限性，充分利用竹制品、黄麻、苎麻加工中边角料、碎料、废料，食品加工工业废弃甘蔗以及火力发电厂、工业和其他设备燃煤排放出的废渣制成浆粕基片。

符合国家循环经济要求和环保政策，废物资源化。

煤渣结构膨大，有蜂窝状细孔，不溶于水，经筛选洗净后可用作过滤材料。它对水中悬浮物、颗粒物有很好的吸附作用。同时还能够去除有机物颗粒，也可以去除不溶性的无机物杂质。还可以吸附有机物。还具有脱色，降低化学耗氧量(COD)的功效。

本发明的复合抄造浆粕基片制备的工艺步骤过程达到了清洁生产。与造纸工艺、粘胶浆粕工艺包含化学过程和物理过程不同。本发明工艺过程仅为物理过程。

由于不需要经蒸煮、漂白，不采用碱法浸渍、蒸煮，因而不存在含化学物质的废水排放，因此，没有废水、废物排放。

本发明的复合抄造浆粕基片工艺步骤中用水可以循环使用。

造纸和粘胶浆粕工艺中，由于浸渍、蒸煮、漂洗等工艺步骤的参与，需要耗费大量的水，依靠水带走杂质，和参与化学反应的各种化学物质。本发明中各工艺步骤中用水，其主要作用是对浆料的浸湿溶化、混合搅拌、杂质沉淀，水只是参与了原料的物理变化过程，或者是研磨中的润滑过程和各个步骤的管道输送过程。整个过程不需添加化学物质，因此，经压榨挤干挤出的水，经简单的沉淀过滤，即可进入循环使用。

本发明的复合抄造浆粕基片采用多层浆料湿法复合抄造带来的有益效果是，可以增强浆粕内部纤维的均匀度，基片表面平整度、光洁度好。用作过滤材料时，对水中悬浮物、颗粒物有很好的过滤作用，还可去除有机物颗粒，不溶性的无机物杂质，起到降低化学耗氧量的功效。工艺步骤中无废水排出，所需用水可以循环使用。

附图说明

图1为实施例1所制成的一种复合抄造浆粕基片的结构示意图；

图2为本发明所述复合抄造浆粕基片的制备方法的流程图。

附图标记说明：

11为竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭组成的面层；12为莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒组成的芯层；13为竹纤维、苎麻浆纤维以及矿渣纤维组成的底层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。本发明实施例中的竹纤维选自临安市家材竹木粉有限公司生产的竹纤维。

实施例1

一种复合抄造浆粕基片，该基片包括面层、芯层和底层，上述三层的质量比为3.02∶2.12∶1.21；所述面层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭，所述面层中上述三种原料的质量比为7.65∶5.14∶1.25，其中竹纤维的平均纤维直径为29微米，平均纤维长度为0.5毫米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为2.83∶4.85，粉状活性炭中果壳活性炭和煤质活性炭的质量比为6.54∶4.56，粉状活性炭的平均粒径范围为98微米，且最大颗粒与最小颗粒的粒径比＜1.63；所述芯层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒，所述芯层中上述五种原料的质量比为2.85∶3.12∶4.22∶4.24∶1.95，其中竹纤维的平均纤维直径为33微米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为2.65∶4.33莫代尔纤维的平均纤维直径为47微米，平均纤维长度范围为1.3毫米，黄麻浆纤维为黄麻皮浆纤维，煤渣颗粒的平均粒径为80微米，平均粒径范围≤160微米的煤渣颗粒与平均粒径范围＞160微米的煤渣颗粒的质量比为4.51∶1.26；所述底层原料为竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维，所述底层中上述三种原料的质量比为5.56∶5.64∶2.35，其中竹纤维的平均纤维直径为53微米，平均纤维长度为1.2毫米，苎麻浆纤维为苎麻皮浆纤维，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为3.65∶4.79。

具体生产步骤如下：

d)将步骤a)、b)和c)获得的面层浆料、芯层浆料和底层浆料采用多种浆粕叠网湿法复合进行抄造、烘干。

具体生产参数可以在“发明内容”部分所记载的范围内根据实际生产需要进行调整。

湿强剂选用的为市售“上海恒力水处理材料有限公司”生产的HY-320型湿强剂。

各层在厚度变化上，主要是通过增减浆料流量来控制，通常情况下，芯层和面层是稳定不动的，底层浆料会随着纸板厚度的变化的需要来适当增减浆料流量。

该基片可以根据实际应用环境需求将所述基片的面层、芯层以及底层叠放次序任意调整。

该基片可以吸附液体中的各种悬浮物、沉淀物和其他杂质。竹纤维具有的天然的抑菌功能，能够较起到抑制细菌生长的作用，且竹纤维浆料光泽较好，也比较细密，甘蔗浆料浆料，导热性差，能起到较好的隔热作用。

实施例2

一种复合抄造浆粕基片，该基片包括面层、芯层和底层，上述三层的质量比为6.85∶6.63∶2.23；所述面层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭，所述面层中上述三种原料的质量比为8.91∶7.23∶1.91，其中竹纤维的平均纤维直径为46微米，平均纤维长度为7.6毫米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为3.66∶6.76，粉状活性炭中果壳活性炭和煤质活性炭的质量比为8.35∶5.87，粉状活性炭的平均粒径为126微米，且最大颗粒与最小颗粒的粒径比＜1.63；所述芯层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒，所述芯层中上述五种原料的质量比为3.96∶4.26∶6.08∶6.93∶3.53，其中竹纤维的平均纤维直径为48微米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为3.34∶6.86，莫代尔纤维的平均纤维直径为59微米，平均纤维长度为5.7毫米，黄麻浆纤维为黄麻皮浆纤维，煤渣颗粒的平均粒径为315微米，平均粒径范围≤160微米的煤渣颗粒与平均粒径范围＞160微米的煤渣颗粒的质量比为5.23∶6.12；所述底层原料为竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维，所述底层中上述三种原料的质量比为6.82∶7.84∶3.51，其中竹纤维的平均纤维直径为86微米，平均纤维长度为5.6毫米，苎麻浆纤维为苎麻皮浆纤维，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为4.46∶6.90。

制备方法同实施例1。

实施例3

一种复合抄造浆粕基片，该基片包括面层、芯层和底层，上述三层的质量比为4.76∶3.95∶2.01；所述面层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭，所述面层中上述三种原料的质量比为8.02∶6.25∶1.46，其中竹纤维的平均纤维直径范围为32微米，平均纤维长度为5.6毫米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为3.22∶5.37，粉状活性炭中果壳活性炭和煤质活性炭的质量比为7.36∶5.43，粉状活性炭的平均粒径范围为116微米，且最大颗粒与最小颗粒的粒径比＜1.63；所述芯层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒，所述芯层中上述五种原料的质量比为3.06∶3.98∶5.36∶6.12∶2.88，其中竹纤维的平均纤维直径为43微米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为2.96∶5.38，莫代尔纤维的平均纤维直径为53微米，平均纤维长度为3.8毫米，黄麻浆纤维为黄麻皮浆纤维，煤渣颗粒的平均粒径为220微米，平均粒径范围≤160微米的煤渣颗粒与平均粒径范围＞160微米的煤渣颗粒的质量比为5.02∶6.06；所述底层原料为竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维，所述底层中上述三种原料的质量比为6.12∶6.28∶3.16，其中竹纤维的平均纤维直径为66微米，平均纤维长度范围为4.7毫米，苎麻浆纤维为苎麻皮浆纤维，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为4.12∶5.66。

制备方法同实施例1。

上述实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims

1.复合抄造浆粕基片，其特征在于：该基片包括面层、芯层和底层，上述三层的质量比为(3.02－6.85)∶(2.12－6.63)∶(1.21－2.23)；所述面层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭，所述面层中上述三种原料的质量比为(7.65－8.91)∶(5.14－7.23)∶(1.25－1.91)，其中竹纤维的平均纤维直径范围为29－46微米，平均纤维长度范围为0.5－7.6毫米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为(2.83－3.66)∶(4.85－6.76)，粉状活性炭中果壳活性炭和煤质活性炭的质量比为(6.54－8.35)∶(4.56－5.87)，粉状活性炭的平均粒径范围为98－126微米，且最大颗粒与最小颗粒的粒径比＜1.63；所述芯层所采用的原料为竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒，所述芯层中上述五种原料的质量比为(2.85－3.96)∶(3.12-4.26)∶(4.22－6.08)∶(4.24－6.93)∶(1.95－3.53)，其中竹纤维的平均纤维直径范围为33－48微米，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为(2.65－3.34)∶(4.33－6.86)，莫代尔纤维的平均纤维直径范围为47－59微米，平均纤维长度范围为1.3－5.7毫米，黄麻浆纤维为黄麻皮浆纤维，煤渣颗粒的平均粒径范围为80－315微米，平均粒径范围≤160微米的煤渣颗粒与平均粒径范围＞160微米的煤渣颗粒的质量比为(4.51－5.23)∶(1.26－6.12)；所述底层原料为竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维，所述底层中上述三种原料的质量比为(5.56－6.82)∶(5.64－7.84)∶(2.35－3.51)，其中竹纤维的平均纤维直径范围为53－86微米，平均纤维长度范围为1.2－5.6毫米，苎麻浆纤维为苎麻皮浆纤维，甘蔗浆纤维中甘蔗皮浆纤维与甘蔗芯浆纤维的质量比为(3.65－4.46)∶(4.79－6.90)。

2.如权利要求1所述的复合抄造浆粕基片，其特征在于：该基片面层、芯层和底层的质量比为4.76∶3.95∶2.01。

3.如权利要求1所述的复合抄造浆粕基片，其特征在于：所述面层中竹纤维、甘蔗浆纤维以及粉状活性炭质量比为8.02∶6.25∶1.46。

4.如权利要求1所述的复合抄造浆粕基片，其特征在于：所述芯层中竹纤维、甘蔗浆纤维、莫代尔纤维、黄麻浆纤维以及煤渣颗粒的质量比为3.06∶3.98∶5.36∶6.12∶2.88。

5.如权利要求1所述的复合抄造浆粕基片，其特征在于：所述底层中竹纤维、苎麻浆纤维以及甘蔗浆纤维的质量比为6.12∶6.28∶3.16。

6.如权利要求1所述的复合抄造浆粕基片，其特征在于：根据实际应用环境需求将面层、芯层以及底层叠放次序任意调整。

7.如权利要求1-6中任一项所述复合抄造浆粕基片的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

8.权利要求7所述的复合抄造浆粕基片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

d)将步骤a)、b)和c)分别获得的面层浆料、芯层浆料和底层浆料进行抄造、烘干。

9.如权利要求7所述的复合抄造浆粕基片的制备方法，其特征在于：所述抄造步骤是多种浆粕叠网湿法复合抄造。

10.如权利要求8所述的复合抄造浆粕基片的制备方法，其特征在于：步骤a)、b)、c)中的配浆程序中均加入占该层原料质量0.3－1％的湿强剂。