CN107354806A - 一种改善再生纸浆性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包装纸质加工技术领域，公开了一种改善再生纸浆性能的方法，以废旧的瓦楞纸为主要原浆，占再生纸浆的70‑80%，剩余为其它材质的混合再生纸浆，在再生纸浆中添加质量分数为1.0‑1.5%的纳米纤维素纤维有机浆，利用农业作物秸秆中富含的纤维素，制备成纳米纤维丝，能够提高抗张指数和耐破指数，从而改善废纸浆成纸的性能，提高了废旧资源的重复利用率。
Description
技术领域
本发明属于包装纸质加工技术领域，具体涉及一种改善再生纸浆性能的方法。
背景技术
我国非木材资源丰富，但由于非木材纤维原料传统制浆造纸生产工艺环境污染严重、能耗高、产业链不通畅、原料供应紧张，导致其比例下降。为满足市场需求，我国木浆进口量逐年增加。
随着国民经济的快速增长和人民生活水平的日益提高，包装产业也得到突飞猛进的发展。高强瓦楞纸是一种重要的包装材料，包括对普通商品的包装，制作瓦楞纸箱、纸盒，它具有轻便、牢固、保护商品的作用，便于装卸和运输，使用后又能回收，重新作为造纸原料，有利于环境保护。因此，高强瓦楞纸的市场需求量很大。在纸板质量上，则有向低定量、高强度发展的趋势，能节约纸浆、节约能源、降低运输成本，给厂家创造更大的利润空间。但在实际再生纸浆的重复使用中，磨浆能够增强纸张强度，然而废纸不宜磨浆，废纸中的纤维本身就很脆弱，若将废纸放在磨浆机中磨浆脆弱的废纸纤维会被直接磨成粉末，无法结合，暴露出纸张的强度问题较多。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种改善再生纸浆性能的方法，利用农业作物秸秆中富含的纤维素，制备成纳米纤维丝，可改善废纸浆成纸的性能，提高了废旧资源的重复利用率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改善再生纸浆性能的方法，以废旧的瓦楞纸为主要原浆，占再生纸浆的70-80%，剩余为其它材质的混合再生纸浆，在再生纸浆中添加质量分数为1.0-1.5%的纳米纤维素纤维有机浆，该有机浆的制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份计准备以下原料：亚麻秸秆60-65份、高粱秸秆50-60份、玉米秸秆45-55份、大豆秸秆30-35份、地肤子秸秆20-25份，将上述原料经过清洗后放入质量浓度为0.2-0.3%的碳酸氢钠中浸泡2-3小时；
（2）将浸泡好的秸秆捞出放入蒸煮缸中加热，蒸煮缸中加入了是混合秸秆体积分数的50-60%的水和10-20%的乙醇以及质量分数为0.01-0.02%的蒸煮助剂，在150-160℃下蒸煮60-70分钟，在蒸煮结束后，在余温下进行搅拌至冷却至常温；
（3）将冷却后的蒸煮浆液投入到磨浆机中，并加入质量分数为1-2%的无机填料，在转速为5000-5500转/分钟下进行磨浆，得到的粗浆与混合再生纸浆一起进行洗涤、筛选、净化和浓缩，向得到的浓缩浆液中加入质量分数为0.010-0.015%的NaClO溶液进行氧化及漂白处理。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中乙醇质量浓度为40-50%，搅拌速度为200-240转/分钟。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述的蒸煮助剂按照质量百分比计含有以下成分：亚硫酸钠占30-40%、三聚磷酸钠占20-30%、剩余为氨基磺酸。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的无机填料按照质量百分比计含有以下成分：滑石粉占35-40%、高岭土占20-25%、碳酸钙占15-20%、剩余为钛白粉。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的NaClO溶液的浓度为8-10mmol/g。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有的再生纸浆的重复使用中，废纸中的纤维本身就很脆弱，不宜进行磨浆，若将废纸放在磨浆机中磨浆脆弱的废纸纤维会被直接磨成粉末，无法结合的问题，本发明提供了一种改善再生纸浆性能的方法，以废旧的瓦楞纸为主要原浆，占再生纸浆的70-80%，剩余为其它材质的混合再生纸浆，在再生纸浆中添加质量分数为1.0-1.5%的纳米纤维素纤维有机浆，利用农业作物秸秆中富含的纤维素，制备成纳米纤维丝，能够提高抗张指数和耐破指数，从而改善废纸浆成纸的性能，提高了废旧资源的重复利用率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种改善再生纸浆性能的方法，以废旧的瓦楞纸为主要原浆，占再生纸浆的70%，剩余为其它材质的混合再生纸浆，在再生纸浆中添加质量分数为1.0%的纳米纤维素纤维有机浆，该有机浆的制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份计准备以下原料：亚麻秸秆60份、高粱秸秆50份、玉米秸秆45份、大豆秸秆30份、地肤子秸秆20份，将上述原料经过清洗后放入质量浓度为0.2%的碳酸氢钠中浸泡2小时；
（2）将浸泡好的秸秆捞出放入蒸煮缸中加热，蒸煮缸中加入了是混合秸秆体积分数的50%的水和10%的乙醇以及质量分数为0.01%的蒸煮助剂，在150℃下蒸煮60分钟，在蒸煮结束后，在余温下进行搅拌至冷却至常温；
（3）将冷却后的蒸煮浆液投入到磨浆机中，并加入质量分数为1%的无机填料，在转速为5000转/分钟下进行磨浆，得到的粗浆与混合再生纸浆一起进行洗涤、筛选、净化和浓缩，向得到的浓缩浆液中加入质量分数为0.010%的NaClO溶液进行氧化及漂白处理。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中乙醇质量浓度为40%，搅拌速度为200转/分钟。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述的蒸煮助剂按照质量百分比计含有以下成分：亚硫酸钠占30%、三聚磷酸钠占20%、剩余为氨基磺酸。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的无机填料按照质量百分比计含有以下成分：滑石粉占35%、高岭土占20%、碳酸钙占15%、剩余为钛白粉。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的NaClO溶液的浓度为8mmol/g。
实施例2
一种改善再生纸浆性能的方法，以废旧的瓦楞纸为主要原浆，占再生纸浆的75%，剩余为其它材质的混合再生纸浆，在再生纸浆中添加质量分数为1.2%的纳米纤维素纤维有机浆，该有机浆的制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份计准备以下原料：亚麻秸秆63份、高粱秸秆55份、玉米秸秆50份、大豆秸秆33份、地肤子秸秆23份，将上述原料经过清洗后放入质量浓度为0.25%的碳酸氢钠中浸泡2.5小时；
（2）将浸泡好的秸秆捞出放入蒸煮缸中加热，蒸煮缸中加入了是混合秸秆体积分数的55%的水和15%的乙醇以及质量分数为0.015%的蒸煮助剂，在155℃下蒸煮65分钟，在蒸煮结束后，在余温下进行搅拌至冷却至常温；
（3）将冷却后的蒸煮浆液投入到磨浆机中，并加入质量分数为1.5%的无机填料，在转速为5200转/分钟下进行磨浆，得到的粗浆与混合再生纸浆一起进行洗涤、筛选、净化和浓缩，向得到的浓缩浆液中加入质量分数为0.012%的NaClO溶液进行氧化及漂白处理。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中乙醇质量浓度为45%，搅拌速度为220转/分钟。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述的蒸煮助剂按照质量百分比计含有以下成分：亚硫酸钠占35%、三聚磷酸钠占25%、剩余为氨基磺酸。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的无机填料按照质量百分比计含有以下成分：滑石粉占38%、高岭土占23%、碳酸钙占17%、剩余为钛白粉。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的NaClO溶液的浓度为9mmol/g。
实施例3
一种改善再生纸浆性能的方法，以废旧的瓦楞纸为主要原浆，占再生纸浆的80%，剩余为其它材质的混合再生纸浆，在再生纸浆中添加质量分数为1.5%的纳米纤维素纤维有机浆，该有机浆的制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份计准备以下原料：亚麻秸秆65份、高粱秸秆60份、玉米秸秆55份、大豆秸秆35份、地肤子秸秆25份，将上述原料经过清洗后放入质量浓度为0.3%的碳酸氢钠中浸泡3小时；
（2）将浸泡好的秸秆捞出放入蒸煮缸中加热，蒸煮缸中加入了是混合秸秆体积分数的60%的水和20%的乙醇以及质量分数为0.02%的蒸煮助剂，在160℃下蒸煮70分钟，在蒸煮结束后，在余温下进行搅拌至冷却至常温；
（3）将冷却后的蒸煮浆液投入到磨浆机中，并加入质量分数为2%的无机填料，在转速为5500转/分钟下进行磨浆，得到的粗浆与混合再生纸浆一起进行洗涤、筛选、净化和浓缩，向得到的浓缩浆液中加入质量分数为0.015%的NaClO溶液进行氧化及漂白处理。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中乙醇质量浓度为50%，搅拌速度为240转/分钟。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）中所述的蒸煮助剂按照质量百分比计含有以下成分：亚硫酸钠占40%、三聚磷酸钠占30%、剩余为氨基磺酸。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的无机填料按照质量百分比计含有以下成分：滑石粉占40%、高岭土占25%、碳酸钙占20%、剩余为钛白粉。
作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）中所述的NaClO溶液的浓度为10mmol/g。
对比试验
分别使用实施例1-3的方法加工再生纸浆，制作成饮料包装纸箱，同时以现有的废纸浆处理方法进行处理，加工成相同尺寸大小的包装纸箱作为对照，使用的废纸浆来源成分相同，保持无关变量一致，将纸浆的性能以及纸箱的使用效果进行比较，比较结果如下表所示：
| 项目 | 纤维含量 （%） | 环压强度（N/m*g-1） | 整箱抗压（kg/cm2） | 耐破度（MPa） |
| 实施例1 | 1.86 | 11.2 | 157 | 0.98 |
| 实施例2 | 1.89 | 11.3 | 158 | 0.99 |
| 实施例3 | 1.88 | 11.1 | 156 | 0.97 |
| 对照组 | 1.46 | 7.8 | 125 | 0.64 |
通过比较可以发现：本发明利用农业作物秸秆中富含的纤维素，制备成纳米纤维丝，能够提高抗张指数和耐破指数，从而改善废纸浆成纸的性能，提高了废旧资源的重复利用率。
Claims (5)
1.一种改善再生纸浆性能的方法，其特征在于，以废旧的瓦楞纸为主要原浆，占再生纸浆的70-80%，剩余为其它材质的混合再生纸浆，在再生纸浆中添加质量分数为1.0-1.5%的纳米纤维素纤维有机浆，该有机浆的制备方法包括以下步骤：
（1）按照重量份计准备以下原料：亚麻秸秆60-65份、高粱秸秆50-60份、玉米秸秆45-55份、大豆秸秆30-35份、地肤子秸秆20-25份，将上述原料经过清洗后放入质量浓度为0.2-0.3%的碳酸氢钠中浸泡2-3小时；
（2）将浸泡好的秸秆捞出放入蒸煮缸中加热，蒸煮缸中加入了是混合秸秆体积分数的50-60%的水和10-20%的乙醇以及质量分数为0.01-0.02%的蒸煮助剂，在150-160℃下蒸煮60-70分钟，在蒸煮结束后，在余温下进行搅拌至冷却至常温；
（3）将冷却后的蒸煮浆液投入到磨浆机中，并加入质量分数为1-2%的无机填料，在转速为5000-5500转/分钟下进行磨浆，得到的粗浆与混合再生纸浆一起进行洗涤、筛选、净化和浓缩，向得到的浓缩浆液中加入质量分数为0.010-0.015%的NaClO溶液进行氧化及漂白处理。
2.如权利要求1所述一种改善再生纸浆性能的方法，其特征在于，步骤（2）中乙醇质量浓度为40-50%，搅拌速度为200-240转/分钟。
3.如权利要求1所述一种改善再生纸浆性能的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的蒸煮助剂按照质量百分比计含有以下成分：亚硫酸钠占30-40%、三聚磷酸钠占20-30%、剩余为氨基磺酸。
4.如权利要求1所述一种改善再生纸浆性能的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的无机填料按照质量百分比计含有以下成分：滑石粉占35-40%、高岭土占20-25%、碳酸钙占15-20%、剩余为钛白粉。
5.如权利要求1所述一种改善再生纸浆性能的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的NaClO溶液的浓度为8-10mmol/g。
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