CN106192545B - 一种使用高填料造纸污泥生产鞋用半托底纸板的方法 - Google Patents

一种使用高填料造纸污泥生产鞋用半托底纸板的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用高填料造纸污泥生产鞋用半托底纸板的方法。该半托底纸板采用三层复合抄造，上下两层为低定量表面强度增强层，由针、阔叶木浆制成，中间层为高定量、高紧度污泥废棉纤维复合层。半托底纸板的厚度为1.25‑2.4mm，紧度≥1.3g/cm3，具有较好的表面特性，在与内底、复合纱网等通过胶水进行粘合时，具有较好的粘合牢度，且不因表面起层或表面掉毛掉粉而与粘着的材料发生分离，另外，由于半托底纸板的紧度较大，其持钉力较佳，同时由于填料的吸收能力较强，能够保证半托底纸板在较高紧度的情况下较佳的胶水吸收能力。

Description

一种使用高填料造纸污泥生产鞋用半托底纸板的方法
技术领域
本发明涉及一种生产鞋用半托底纸板的方法，尤其涉及一种使用高填料造纸污泥生产鞋用半托底纸板的方法。
背景技术
造纸行业是资源密集型行业，其产生的环境污染物量也较大。造纸过程会产生大量的造纸废渣和污泥，由于含水量高(60％以上)，呈淤泥状态，成份复杂，处理利用难度大，目前许多仍然只采取简单的堆放和填埋。随着政府环保监管的日益加强、公民环保意识的不断提高、企业家社会责任感的日渐形成，各种绿色循环技术的探索和应用十分活跃，我国造纸污泥的处理技术大致上形成了：做建材、制堆肥、焚烧发电、填埋等几种方法。
不同特性的污泥需采用不同的污泥处理方法，对于某些灰分含量比较大的造纸污泥(如高加填纸污泥、装饰纸污泥)由于其有机物含量少、热值低，较难使用制堆肥、焚烧发电等污泥处理方法进行处理，其处理难度及要求更高。南京博方生物科技有限公司报道“一种用含纤维污泥生产板材的方法及其应用”(专利申请号为201110404799.7)，该方法是以含纤维污泥和植物纤维为原料，经预处理、制浆、储浆、再次疏浆、抄板、烘干整形等步骤制备得到纤维板材，制备的纤维板材可用于建筑板材。但是，由于建材行业不景气，对于造纸污泥的需求量不大，而且造纸企业在将污泥资源输送给建材行业的同时往往还需要向其缴付一定的污泥处理费用，因此企业在处理该类造纸污泥时往往会选择将造纸污泥进行填埋的方式，而若使用填埋的方式则会造成比较严重的污泥二次污染问题且资源利用率也较低，因此寻找一种能够高效、环保地处理高填料污泥并实现污泥回收利用的方法对于企业的可持续发展而言具有重要的意义。
将造纸污泥应用于鞋用纸板的抄造是一种处理造纸污泥的新方式，合理的污泥处理方式及抄造工艺，既能够使生产的鞋用纸板满足质量要求又能够实现造纸污泥的高效处理及废物利用。湖北华海纤维科技股份有限公司使用纸泥渣30％、废纸70％，通过长网机进行鞋底底板的生产(专利申请号为201310489860.1)，具有质量可靠、成本低廉和减少环境纸染的特点。半托底纸板作为鞋用纸板的一种用于代替皮质类材料，制鞋行业对其有严格的性能指标及应用效果要求，如厚度、紧度、抗张强度、层间剥离强度、跟部持钉力、吸水性、弯曲性能、表面强度、交货水分等要求。半托底纸板需要与其它制鞋材料如：内底、复合纱网等通过胶水进行粘合，粘合后半托底纸板与其它制鞋材料间需具有较好的粘合牢度，且不因表面起层或表面掉毛掉粉而与粘着的材料发生分离，因此，这需要半托底纸板需具备一定的吸水性能及表面强度；半托底纸板紧度的增加能够增加半托底纸板对于跟钉的持钉能力及牢固度，这对于制鞋的牢固度而言具有重要的意义，而目前普通的半托底纸板及其生产方法难以达到1.2g/cm3以上的紧度要求，如需增加半托底纸板的紧度往往需要通过增加压力机压力的方式实现，这对于设备提出了更高的要求。
因此，使用高填料含量污泥为重要生产原料，通过选择合适设备及抄造工艺提升半托底纸板的表面强度、吸水性能及紧度对于高填料造纸污泥的处理及半托底纸板的开发而言具有重要的意义。
发明内容
本发明针对以上问题，选用双圆网纸机，采用三层复合抄造半托底纸板的方法，三层复合结构中，上下两层为低定量表面强度增强层，中间层为高定量、高紧度污泥废棉纤维复合层。
三层复合结构中，上层、中间层、下层三层之间的定量比例为：10:80:10，上层及下层属于表面强度增强层，表面强度增强层主要浆料为针叶木漂白硫酸盐浆，用量为70-80％，其纤维粗度≤13mg/100m，在针叶木纤维中属较细纤维，针叶木漂白硫酸盐浆打浆度为35-45°SR，阔叶木漂白硫酸盐浆用量为20-30％，阔叶木打浆度为25-35°SR，表面强度增强层中还可以添加5-10％的合成纤维(PP或PE纤维)；中间层的主要成分为装饰原纸造纸污泥、废棉材料，其中装饰原纸造纸污泥的灰分含量>80％，填料含量>60％，废棉材料可以为棉短绒、车肚棉等，通过梳理、除杂后作为中间层的增强原料，装饰原纸造纸污泥用量为50-60％，废棉用量为40-50％。表面强度增强层中选用纤维粗度较小的针叶木漂白硫酸盐浆，由于细小纤维含量较少，且成纸纸张紧度较高，能够增加纸张成型后纸张的表面强度，解决普通污泥板纸掉毛掉粉的问题，若添加少量合成纤维后，则又能增加其与复合纱布等材料的粘合牢度；中间层选用装饰原纸造纸污泥，其填料含量较高，在成型、湿压、干压过程中半托底纸板的紧度增加较大，能够提升半托底纸板的持钉力。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
装饰原纸造纸污泥回收：在沉淀池加入絮凝剂如聚合氯化铝或聚丙烯酰胺等，使污泥沉淀并用污泥泵泵入中间池储存，上清液进入二沉池。
废棉浆制备：将废棉材料预先经过梳理、除杂后，再经过打浆机疏解，制备废棉浆。
针、阔叶木浆打浆：首先将针、阔叶木浆进行疏解，其中，针叶木纤维粗度≤13mg/100m然后使用磨浆机对针、阔叶木浆进行磨浆，至针叶木漂白硫酸盐浆打浆度为35-45°SR，阔叶木打浆度为25-35°SR。
半托底纸板的三层复合结构按照上层、中间层、下层三层之间定量为：10:80:10的比例进行制备，制备的方法如下：
1、半托底纸板上层、下层浆料的制备：将针叶木漂白硫酸盐浆及阔叶木漂白硫酸盐浆进行混合，针叶木漂白硫酸盐浆用量为70-80％，阔叶木漂白硫酸盐浆用量为20-30％，并添加AKD及PAE，每吨混合浆料(绝干)加入染料量为40-80公斤，稀释，制备半托底纸板的上层、下层浆料，在浆料制备过程中也可以添加5-10％的合成纤维(PP或PE纤维)；
2、半托底纸板中间层浆料的制备：将装饰原纸造纸污泥及废棉浆按照装饰原纸造纸污泥用量50-60％与废棉浆用量40-50％的比例进行混合，并添加AKD及PAE，稀释，制备中间层浆料；
3、半托底纸板上层、中间层、下层的制备及复合：半托底纸板的三层复合顺序为：(1)下层、(2)中间层、(3)上层，首先，半托底纸板上层、下层浆料在网笼上成型，通过上层、下层浆料网笼压辊加压转移至毛毯上(此时，半托底纸板中间层网笼压辊不加压)，再由毛毯转移至成型卷辊上，此过程持续进行，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成下层浆料层，当达到0.2-0.5mm厚度时，上层、下层浆料网笼加压辊抬起，中间层网笼压辊施加压力，中间层浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成中间层浆料层，当达到2.0-4.0mm厚度时，中间层网笼压辊抬起，上层、下层浆料网笼压辊加压，浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成上层浆料层，当达到2.2-4.5mm厚度时，将环状湿纸幅沿着平行与成型卷辊轴的方向切开，形成长方形半托底湿纸幅，然后再经过湿压机进行压榨脱水，同时提高半托底纸板的紧度。
4、晾晒及干压成型：将半托底纸板在露天环境下晾晒，晾晒2-3天，然后采用干压机干压成型，压板温度90-100℃，干压压力850t。
5、三层复合的半托底纸板成型后，纸板经过切边、压光、印刷及包装处理，制成半托底纸板成品。
最终制备的半托底纸板的厚度为1.25-2.4mm，紧度≥1.3g/cm3，由于上层和下层为针叶木漂白硫酸盐浆及阔叶木漂白硫酸盐浆，因此半托底纸板具有较好的表面特性，在与内底、复合纱网等通过胶水进行粘合时，具有较好的粘合牢度，且不因表面起层或表面掉毛掉粉而与粘着的材料发生分离，同时，由于半托底纸板的紧度较大，其持钉力较佳，同时由于填料的吸收能力较强，能够保证半托底纸板在较高紧度的情况下较佳的胶水吸收能力。
具体实施方式
实施例1
首先将装饰原纸造纸污泥进行回收，并进行废棉桨的制备及针、阔叶木浆的打浆(选择针叶木浆纤维粗度13mg/100m，针叶木浆打浆度35°SR，阔叶木打浆度为25°SR)，然后按照上层、中间层、下层三层之间定量为：10:80:10的比例进行制备，制备过程包括如下步骤：
(1)半托底纸板上层、下层浆料的制备：将针叶木漂白硫酸盐浆及阔叶木漂白硫酸盐浆进行混合，针叶木漂白硫酸盐浆用量为70％，阔叶木漂白硫酸盐浆用量为30％，并添加AKD及PAE，每吨绝干混合浆料加入染料量为40公斤，稀释，制备半托底纸板的上层、下层浆料；
(2)半托底纸板中间层浆料的制备：将装饰原纸造纸污泥及废棉浆按照装饰原纸造纸污泥用量60％与废棉浆用量40％的比例进行混合，并添加AKD及PAE，稀释，制备中间层浆料；
(3)半托底纸板上层、中间层、下层的制备及复合：半托底纸板的三层复合顺序为下层、中间层、上层，首先，半托底纸板上层、下层浆料在网笼上成型，通过上层、下层浆料网笼压辊加压转移至毛毯上(此时，半托底纸板中间层网笼压辊不加压)，再由毛毯转移至成型卷辊上，此过程持续进行，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成下层浆料层，当达到0.3mm厚度时，上层、下层浆料网笼加压辊抬起，中间层网笼压辊施加压力，中间层浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成中间层浆料层，当达到2.0mm厚度时，中间层网笼压辊抬起，上层、下层浆料网笼压辊加压，浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成上层浆料层，当达到2.3mm厚度时，将环状湿纸幅沿着平行与成型卷辊轴的方向切开，形成长方形半托底湿纸幅，然后再经过湿压机进行压榨脱水，同时提高半托底纸板的紧度。
(4)晾晒及干压成型：将半托底纸板在露天环境下晾晒，晾晒2天，然后采用干压机干压成型，压板温度90℃，干压压力850t。
(5)三层复合的半托底纸板成型后，纸板经过切边、压光、印刷及包装处理，制成半托底纸板成品。
通过该技术方案制备的半托底纸板厚度为1.25mm，紧度为1.35g/cm3，其它使用性能较佳。
实施例2
首先将装饰原纸造纸污泥进行回收，并进行废棉桨的制备及针、阔叶木浆的打浆(选择针叶木浆纤维粗度11mg/100m，针叶木浆打浆度40°SR，阔叶木打浆度为30°SR)，然后按照上层、中间层、下层三层之间定量为：10:80:10的比例进行制备，制备过程包括如下步骤：
(1)半托底纸板上层、下层浆料的制备：将针叶木漂白硫酸盐浆及阔叶木漂白硫酸盐浆进行混合，针叶木漂白硫酸盐浆用量为75％，阔叶木漂白硫酸盐浆用量为20％，添加5％的PP合成纤维，并添加AKD及PAE，每吨绝干混合浆料加入染料量为60公斤，稀释，制备半托底纸板的上层、下层浆料；
(2)半托底纸板中间层浆料的制备：将装饰原纸造纸污泥及废棉浆按照装饰原纸造纸污泥用量50％与废棉浆用量50％的比例进行混合，并添加AKD及PAE，稀释，制备中间层浆料；
(3)半托底纸板上层、中间层、下层的制备及复合：半托底纸板的三层复合顺序为下层、中间层、上层，首先，半托底纸板上层、下层浆料在网笼上成型，通过上层、下层浆料网笼压辊加压转移至毛毯上(此时，半托底纸板中间层网笼压辊不加压)，再由毛毯转移至成型卷辊上，此过程持续进行，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成下层浆料层，当达到0.5mm厚度时，上层、下层浆料网笼加压辊抬起，中间层网笼压辊施加压力，中间层浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成中间层浆料层，当达到4.0mm厚度时，中间层网笼压辊抬起，上层、下层浆料网笼压辊加压，浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成上层浆料层，当达到4.5mm厚度时，将环状湿纸幅沿着平行与成型卷辊轴的方向切开，形成长方形半托底湿纸幅，然后再经过湿压机进行压榨脱水，同时提高半托底纸板的紧度。
(4)晾晒及干压成型：将半托底纸板在露天环境下晾晒，晾晒3天，然后采用干压机干压成型，压板温度95℃，干压压力850t。
(5)三层复合的半托底纸板成型后，纸板经过切边、压光、印刷及包装处理，制成半托底纸板成品。
通过该技术方案制备的半托底纸板厚度为2.4mm，紧度为1.30g/cm3，其它使用性能较佳。
实施例3
首先将装饰原纸造纸污泥进行回收，并进行废棉桨的制备及针、阔叶木浆的打浆(选择针叶木浆纤维粗度12mg/100m，针叶木浆打浆度45°SR，阔叶木打浆度为35°SR)，然后按照上层、中间层、下层三层之间定量为：10:80:10的比例进行制备，制备过程包括如下步骤：
(1)半托底纸板上层、下层浆料的制备：将针叶木漂白硫酸盐浆及阔叶木漂白硫酸盐浆进行混合，针叶木漂白硫酸盐浆用量为70％，阔叶木漂白硫酸盐浆用量为20％，添加10％的PE合成纤维，并添加AKD及PAE，每吨绝干混合浆料加入染料量为80公斤，稀释，制备半托底纸板的上层、下层浆料；
(2)半托底纸板中间层浆料的制备：将装饰原纸造纸污泥及废棉浆按照装饰原纸造纸污泥用量55％与废棉浆用量45％的比例进行混合，并添加AKD及PAE，稀释，制备中间层浆料；
(3)半托底纸板上层、中间层、下层的制备及复合：半托底纸板的三层复合顺序为下层、中间层、上层，首先，半托底纸板上层、下层浆料在网笼上成型，通过上层、下层浆料网笼压辊加压转移至毛毯上(此时，半托底纸板中间层网笼压辊不加压)，再由毛毯转移至成型卷辊上，此过程持续进行，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成下层浆料层，当达到0.4mm厚度时，上层、下层浆料网笼加压辊抬起，中间层网笼压辊施加压力，中间层浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成中间层浆料层，当达到3.0mm厚度时，中间层网笼压辊抬起，上层、下层浆料网笼压辊加压，浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成上层浆料层，当达到3.4mm厚度时，将环状湿纸幅沿着平行与成型卷辊轴的方向切开，形成长方形半托底湿纸幅，然后再经过湿压机进行压榨脱水，同时提高半托底纸板的紧度。
(4)晾晒及干压成型：将半托底纸板在露天环境下晾晒，晾晒2天，然后采用干压机干压成型，压板温度90℃，干压压力850t。
(5)三层复合的半托底纸板成型后，纸板经过切边、压光、印刷及包装处理，制成半托底纸板成品。
通过该技术方案制备的半托底纸板厚度为1.8mm，紧度为1.34g/cm3，其它使用性能较佳。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种生产鞋用半托底纸板的方法，首先将装饰原纸造纸污泥进行回收，并进行废棉浆的制备及针、阔叶木浆的打浆，然后进行三层复合结构半托底纸板的制备，其特征在于，所述三层复合结构半托底纸板按照上层、中间层、下层三层之间定量为10:80:10的比例进行制备，制备过程包括如下步骤：
（1）半托底纸板上层、下层浆料的制备：将针叶木漂白硫酸盐浆及阔叶木漂白硫酸盐浆进行混合，针叶木漂白硫酸盐浆用量为70-80%，阔叶木漂白硫酸盐浆用量为20-30%，并添加AKD及PAE，每吨绝干混合浆料加入染料量为40-80公斤，稀释，制备半托底纸板的上层、下层浆料；
（2）半托底纸板中间层浆料的制备：将装饰原纸造纸污泥及废棉浆按照装饰原纸造纸污泥用量50-60%与废棉浆用量40-50%的比例进行混合，并添加AKD及PAE，稀释，制备中间层浆料；
（3）半托底纸板上层、中间层、下层的制备及复合：半托底纸板的三层复合顺序为下层、中间层、上层，首先，半托底纸板上层、下层浆料在网笼上成型，通过上层、下层浆料网笼压辊加压转移至毛毯上，此时，半托底纸板中间层网笼压辊不加压，再由毛毯转移至成型卷辊上，此过程持续进行，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成下层浆料层，当达到0.3-0.5mm厚度时，上层、下层浆料网笼加压辊抬起，中间层网笼压辊施加压力，中间层浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成中间层浆料层，当达到2.0-4.0mm厚度时，中间层网笼压辊抬起，上层、下层浆料网笼压辊加压，浆料不断转移至毛毯，并由毛毯转移至成型卷辊上，成型卷辊浆料层厚度不断增加，形成上层浆料层，当达到2.3-4.5mm厚度时，将环状湿纸幅沿着平行于成型卷辊轴的方向切开，形成长方形半托底湿纸幅，然后再经过湿压机进行压榨脱水，同时提高半托底纸板的紧度；
（4）晾晒及干压成型：将半托底纸板在露天环境下晾晒，晾晒2-3天，然后采用干压机干压成型，压板温度90-100℃，干压压力850t；
（5）三层复合的半托底纸板成型后，纸板经过切边、压光、印刷及包装处理，制成半托底纸板成品。
2.根据权利要求1所述的生产鞋用半托底纸板的方法，其特征在于，所述装饰原纸造纸污泥的回收方式为：在沉淀池加入絮凝剂聚合氯化铝或聚丙烯酰胺，使污泥沉淀并用污泥泵泵入中间池储存，上清液进入二沉池。
3.根据权利要求1所述的生产鞋用半托底纸板的方法，其特征在于，所述废棉浆的制备方法如下：将废棉材料预先经过梳理、除杂后，再经过打浆机疏解，制备废棉浆。
4.根据权利要求1所述的生产鞋用半托底纸板的方法，其特征在于，所述针、阔叶木浆的打浆要求如下：首先将针、阔叶木浆进行疏解，其中，针叶木纤维粗度≤13mg/100m，然后使用磨浆机对针、阔叶木浆进行磨浆，至针叶木漂白硫酸盐浆打浆度为35-45°SR，阔叶木打浆度为25-35°SR。
5.根据权利要求1所述的生产鞋用半托底纸板的方法，其特征在于，所述步骤（1）半托底纸板上层、下层浆料的制备过程中添加5-10%的PP或PE合成纤维。
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