CN107558288A - 一种利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液及其应用，属于造纸技术领域，所述的一级处理液，以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺8‑12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5‑9份、十二烷基苯磺酸钠1.5‑2.5份、琥珀酸烷基酯磺酸钠2.4‑4.5份、纤维酶0.1‑0.2份、水70‑160份。本工艺符合国家资源节约，循环经济的产业政策，开发利用甘蔗渣等丰富的、被废弃的物质资源，可减少污染，提高经济效益。
Description
【技术领域】
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液及其应用。
【背景技术】
目前纸浆的生产方法主要包括化学法、半化学法、机械法和化学机械法等生产流程。其中化学法制浆在目前众多制浆方法之中占主导地位。经过化学法蒸煮制得的纸浆称为甘蔗漂白浆，甘蔗漂白浆由于白度较低，限制了它的应用，甘蔗漂白浆一般要经过漂白后才能生产较高级别的纸种。
随着造纸行业的不断扩大，纸浆应用的不断拓广，原来作为主要的造纸原料的木材逐渐供不应求，导致森林过度砍伐，影响生态环境，因此，有必要寻求新的原料取代物。
随着制浆造纸工业的发展，生物技术在制浆造纸工业中的应用潜力也被人们所认识，采用生物技术处理的运行周期长以及不耐高温，主要被用于漂白和废水处理工段，但鲜见有应用于蒸煮工段的。
专利文献“棉杆制本色浆及生产高强瓦楞纸的方法(授权公告号：CN103215837B)”公开了制备本色浆、高强瓦楞纸的方法。。该方法与传统的化学法制浆相比，吨纸用水量大大降低，但存在着本色浆粗浆得率、高强瓦楞纸断裂长和环压指数较低的问题。
【发明内容】
本发明提供的一种利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液及其应用，以解决如何在专利文献“棉杆制本色浆及生产高强瓦楞纸的方法(授权公告号：CN103215837B)”公开的制备本色浆、高强瓦楞纸的方法上，提高本色浆粗浆得率、高强瓦楞纸断裂长和环压指数的问题。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术工艺：
一种利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液，以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺8-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-9份、十二烷基苯磺酸钠1.5-2.5份、琥珀酸烷基酯磺酸钠2.4-4.5份、纤维酶0.1-0.2份、水70-160份。
进一步地，所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液，以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、十二烷基苯磺酸钠2份、琥珀酸烷基酯磺酸钠3.5份、纤维酶0.1份、水120份。
本发明还提供一种利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，所述高强瓦楞纸的制备方法，包括以下步骤：
S1：将甘蔗渣进行粉碎，所得粉碎物输送至一级处理液中，所述一级处理液包括以下原料：硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、纤维酶、水，在超声波功率为80-120W，温度为40-50℃下进行浸泡20-30min，接着过滤，获得浸料a；
S2：将步骤S1制得的浸料a输送至二级处理液中，所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸12-20份、脂肪酸甘油酯5-8份、过碳酰胺9-24份、氧化镁0.4-0.6份、氢氧化钾6-10份、水80-250份，在加热下进行蒸煮，接着过滤，获得浸料b；
S3：将步骤S2制得的浸料b用60-80℃的热水进行洗涤，接着放入磨浆机中磨浆、漂白，经双网压滤机进行压滤，制得甘蔗漂白浆；
S4：将步骤S3制得的甘蔗漂白浆先进行高浓磨浆，然后再进行打浆，打浆后的浆料上抄纸车成型，制得高强瓦楞纸。
进一步地，步骤S1中所述甘蔗渣粉碎物与一级处理液的重量之比为1:1.2-4。
进一步地，步骤S2中所述浸料a与二级处理液的重量之比为1:4.5-12.6。
进一步地，步骤S2中所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸16份、脂肪酸甘油酯7份、过碳酰胺16份、氧化镁0.5份、氢氧化钾8份、水170份。
进一步地，步骤S2中所述加热的温度为135-162℃。
进一步地，步骤S2中所述蒸煮的时间为1.4-2h。
进一步地，步骤S2中所述蒸煮的时间为1.4h。
进一步地，步骤S4中高浓磨浆时，浆料浓度为23-32wt％，处理至打浆度为18-25°SR；打浆时：浆料浓度为2-4wt％，处理至打浆度为26-34°SR。
本发明具有以下有益效果：
(1)由对比例1-6可知，一级处理液中不加硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、纤维酶均会降低粗浆得率、断裂长和环压指数，这是由于硬脂酰胺为分散剂，起到了很好的分散作用；脂肪醇聚氧乙烯醚为湿润剂，起到了很好的湿润作用；十二烷基苯磺酸钠起到甘蔗渣粉碎物表面活性作用；琥珀酸烷基酯磺酸钠为渗透剂，起到渗透作用；纤维酶为生物催解剂，起到很好的生物催解作用；同时实施例3和对比例1-6的粗浆得率、断裂长和环压指数可知硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、纤维酶的添加起到了协同作用，均提高了粗浆得率、断裂长和环压指数。
(2)由对比例7-12可知，二级处理液中不加氨基环丙烷羧酸、脂肪酸甘油酯、过碳酰胺、氧化镁、氢氧化钾均会降低粗浆得率、断裂长和环压指数，这是由于氨基环丙烷羧酸是螯合剂，螯合剂的作用，能有效抑制金属离子对过氧化氢及次氯酸类漂白剂引起的催化分解，提高漂白效率，节约漂液，降低漂白成本；对Fe离子有极强的捕捉能力和分散效果，避免Fe离子与纸浆中的酚基团反应形成深颜色的复合物，保护纤维，提高纸浆白度，减少纸浆返黄；能有效阻止钙、镁等金属离子在纸浆漂白过程中发生化学反应形成沉淀物，从而防止系统设备、管道结垢，并能逐步去除漂洗系统原有的结垢。脂肪酸甘油酯起到甘蔗渣粉碎物表面活性作用。过碳酰胺会缓慢释放出过氧化氢，释放出的过氧化氢与木素反应，有利于提高粗浆得率、断裂长和环压指数。氧化镁起到催化的作用。氢氧化钾起到碱化作用。同时由实例3与对比例7-12的粗浆得率、断裂长和环压指数可知氨基环丙烷羧酸、脂肪酸甘油酯、过碳酰胺、氧化镁、氢氧化钾的添加起到了协同作用，均提高了粗浆得率、断裂长和环压指数。
(3)由实施例1-3与对比例13的粗浆得率、断裂长和环压指数可知，本发明制备甘蔗漂白浆和高强瓦楞纸的工艺制得的粗浆得率、断裂长和环压指数显著均高于现有技术制得的粗浆得率、断裂长和环压指数。
(4)本工艺符合国家资源节约，循环经济的产业政策，开发利用甘蔗渣等丰富的、被废弃的物质资源，可减少污染，提高经济效益。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述利用漂白工艺生产的高强瓦楞纸，包括以下步骤：
S1：将甘蔗渣进行粉碎，所得粉碎物输送至一级处理液中，所述甘蔗渣粉碎物与一级处理液的重量之比为1:1.2-4，所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺8-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-9份、十二烷基苯磺酸钠1.5-2.5份、琥珀酸烷基酯磺酸钠2.4-4.5份、纤维酶0.1-0.2份、水70-160份，在超声波功率为80-120W，温度为40-50℃下进行浸泡20-30min，接着过滤，获得浸料a；
S2：将步骤S1制得的浸料a输送至二级处理液中，所述浸料a与二级处理液的重量之比为1:4.5-12.6，所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸12-20份、脂肪酸甘油酯5-8份、过碳酰胺9-24份、氧化镁0.4-0.6份、氢氧化钾6-10份、水80-250份，在温度为135-162℃下进行蒸煮1.4-2h，接着过滤，获得浸料b；
S3：将步骤S2制得的浸料b用60-80℃的热水进行洗涤，接着放入磨浆机中磨浆、漂白，经双网压滤机进行压滤，制得甘蔗漂白浆；
S4：将步骤S3制得的甘蔗漂白浆先进行高浓磨浆，然后再进行打浆，打浆后的浆料上抄纸车成型，制得高强瓦楞纸，其中，高浓磨浆时：浆料浓度为23-32wt％，处理至打浆度为18-25°SR；打浆时：浆料浓度为2-4wt％，处理至打浆度为26-34°SR。
实施例1
一种利用漂白工艺生产的高强瓦楞纸，期制备方法，包括以下步骤：
S1：将甘蔗渣进行粉碎，所得粉碎物输送至一级处理液中，所述甘蔗渣粉碎物与一级处理液的重量之比为1:1.3，所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺8份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、十二烷基苯磺酸钠1.5份、琥珀酸烷基酯磺酸钠2.4-份、纤维酶0.1份、水70份，在超声波功率为80W，温度为40℃下进行浸泡30min，接着过滤，获得浸料a；
S2：将步骤S1制得的浸料a输送至二级处理液中，所述浸料a与二级处理液的重量之比为1:4.5，所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸12份、脂肪酸甘油酯5份、过碳酰胺9份、氧化镁0.4份、氢氧化钾6份、水80份，在温度为135℃下进行蒸煮2h，接着过滤，获得浸料b；
S3：将步骤S2制得的浸料b用60℃的热水进行洗涤，接着放入磨浆机中磨浆、漂白，经双网压滤机进行压滤，制得甘蔗漂白浆；
S4：将步骤S3制得的甘蔗漂白浆先进行高浓磨浆，然后再进行打浆，打浆后的浆料上抄纸车成型，制得高强瓦楞纸，其中，高浓磨浆时：浆料浓度为23wt％，处理至打浆度为18°SR；打浆时：浆料浓度为3wt％，处理至打浆度为27°SR。
实施例2
一种利用漂白工艺生产的高强瓦楞纸，期制备方法，包括以下步骤：
S1：将甘蔗渣进行粉碎，所得粉碎物输送至一级处理液中，所述甘蔗渣粉碎物与一级处理液的重量之比为1:4，所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺12份、脂肪醇聚氧乙烯醚9份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、琥珀酸烷基酯磺酸钠4.5份、纤维酶0.2份、水160份，在超声波功率为120W，温度为50℃下进行浸泡20min，接着过滤，获得浸料a；
S2：将步骤S1制得的浸料a输送至二级处理液中，所述浸料a与二级处理液的重量之比为1:12.6，所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸20份、脂肪酸甘油酯8份、过碳酰胺24份、氧化镁0.6份、氢氧化钾10份、水250份，在温度为162℃下进行蒸煮1.4h，接着过滤，获得浸料b；
S3：将步骤S2制得的浸料b用80℃的热水进行洗涤，接着放入磨浆机中磨浆、漂白，经双网压滤机进行压滤，制得甘蔗漂白浆；
S4：将步骤S3制得的甘蔗漂白浆先进行高浓磨浆，然后再进行打浆，打浆后的浆料上抄纸车成型，制得高强瓦楞纸，其中，高浓磨浆时：浆料浓度为32wt％，处理至打浆度为25°SR；打浆时：浆料浓度为4wt％，处理至打浆度为34°SR。
实施例3
一种利用漂白工艺生产的高强瓦楞纸，期制备方法，包括以下步骤：
S1：将甘蔗渣进行粉碎，所得粉碎物输送至一级处理液中，所述甘蔗渣粉碎物与一级处理液的重量之比为1:3，所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、十二烷基苯磺酸钠2份、琥珀酸烷基酯磺酸钠3.5份、纤维酶0.1份、水120份，在超声波功率为100W，温度为45℃下进行浸泡25min，接着过滤，获得浸料a；
S2：将步骤S1制得的浸料a输送至二级处理液中，所述浸料a与二级处理液的重量之比为1:8，所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸16份、脂肪酸甘油酯7份、过碳酰胺16份、氧化镁0.5份、氢氧化钾8份、水170份，在温度为152℃下进行蒸煮1.8h，接着过滤，获得浸料b；
S3：将步骤S2制得的浸料b用75℃的热水进行洗涤，接着放入磨浆机中磨浆、漂白，经双网压滤机进行压滤，制得甘蔗漂白浆；
S4：将步骤S3制得的甘蔗漂白浆先进行高浓磨浆，然后再进行打浆，打浆后的浆料上抄纸车成型，制得高强瓦楞纸，其中，高浓磨浆时：浆料浓度为30wt％，处理至打浆度为22°SR；打浆时：浆料浓度3wt％，处理至打浆度为30°SR。
对比例1
将甘蔗渣进行粉碎后，不经过一级处理液浸泡，而是直接输送至二级处理液浸泡，其他制备工艺与实施例3的制备工艺相同。
对比例2
所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：脂肪醇聚氧乙烯醚8份、十二烷基苯磺酸钠2份、琥珀酸烷基酯磺酸钠3.5份、纤维酶0.1份、水120份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例3
所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺10份、十二烷基苯磺酸钠2份、琥珀酸烷基酯磺酸钠3.5份、纤维酶0.1份、水120份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例4
所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、琥珀酸烷基酯磺酸钠3.5份、纤维酶0.1份、水120份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例5
所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、十二烷基苯磺酸钠2份、纤维酶0.1份、水120份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例6
所述一级处理液以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、十二烷基苯磺酸钠2份、琥珀酸烷基酯磺酸钠3.5份、水120份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例7
将甘蔗渣进行粉碎后，只经过一级处理液浸泡，不经过二级处理液浸泡，其他制备工艺与实施例3的制备工艺相同。
对比例8
所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：脂肪酸甘油酯7份、过碳酰胺16份、氧化镁0.5份、氢氧化钾8份、水170份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例9
所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸16份、过碳酰胺16份、氧化镁0.5份、氢氧化钾8份、水170份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例10
所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸16份、脂肪酸甘油酯7份、氧化镁0.5份、氢氧化钾8份、水170份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例11
所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸16份、脂肪酸甘油酯7份、过碳酰胺16份、氢氧化钾8份、水170份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例12
所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸16份、脂肪酸甘油酯7份、过碳酰胺16份、氧化镁0.5份、水170份，其他制备工艺与对比例3的制备工艺相同。
对比例13
采用专利文献“棉杆制本色浆及生产高强瓦楞纸的方法(授权公告号：CN103215837B)”实施例1-3的方法制备本色浆，并用该甘蔗漂白浆制备高强瓦楞纸。
采用实施例1-3和对比例1-13的制备工艺制备甘蔗漂白浆和高强瓦楞纸，分别检测粗浆得率、断裂长和环压指数，结果如下表所示。
(1)由对比例1-6可知，一级处理液中不加硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、纤维酶均会降低粗浆得率、断裂长和环压指数，这是由于硬脂酰胺为分散剂，起到了很好的分散作用；脂肪醇聚氧乙烯醚为湿润剂，起到了很好的湿润作用；十二烷基苯磺酸钠起到甘蔗渣粉碎物表面活性作用；琥珀酸烷基酯磺酸钠为渗透剂，起到渗透作用；纤维酶为生物催解剂，起到很好的生物催解作用；同时实施例3和对比例1-6的粗浆得率、断裂长和环压指数可知硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、纤维酶的添加起到了协同作用，均提高了粗浆得率、断裂长和环压指数。
(2)由对比例7-12可知，二级处理液中不加氨基环丙烷羧酸、脂肪酸甘油酯、过碳酰胺、氧化镁、氢氧化钾均会降低粗浆得率、断裂长和环压指数，这是由于氨基环丙烷羧酸是螯合剂，螯合剂的作用，能有效抑制金属离子对过氧化氢及次氯酸类漂白剂引起的催化分解，提高漂白效率，节约漂液，降低漂白成本；对Fe离子有极强的捕捉能力和分散效果，避免Fe离子与纸浆中的酚基团反应形成深颜色的复合物，保护纤维，提高纸浆白度，减少纸浆返黄；能有效阻止钙、镁等金属离子在纸浆漂白过程中发生化学反应形成沉淀物，从而防止系统设备、管道结垢，并能逐步去除漂洗系统原有的结垢。脂肪酸甘油酯起到甘蔗渣粉碎物表面活性作用。过碳酰胺会缓慢释放出过氧化氢，释放出的过氧化氢与木素反应，有利于提高粗浆得率、断裂长和环压指数。氧化镁起到催化的作用。氢氧化钾起到碱化作用。同时由实例3与对比例7-12的粗浆得率、断裂长和环压指数可知氨基环丙烷羧酸、脂肪酸甘油酯、过碳酰胺、氧化镁、氢氧化钾的添加起到了协同作用，均提高了粗浆得率、断裂长和环压指数。
(3)由实施例1-3与对比例13的粗浆得率、断裂长和环压指数可知，本发明制备甘蔗漂白浆和高强瓦楞纸的工艺制得的粗浆得率、断裂长和环压指数显著均高于现有技术制得的粗浆得率、断裂长和环压指数。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺8-12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-9份、十二烷基苯磺酸钠1.5-2.5份、琥珀酸烷基酯磺酸钠2.4-4.5份、纤维酶0.1-0.2份、水70-160份。
2.根据权利要求1所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液，其特征在于：以重量份为单位，包括以下原料：硬脂酰胺10份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、十二烷基苯磺酸钠2份、琥珀酸烷基酯磺酸钠3.5份、纤维酶0.1份、水120份。
3.一种根据权利要求1或2所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：所述高强瓦楞纸的制备方法，包括以下步骤：
S1：将甘蔗渣进行粉碎，所得粉碎物输送至一级处理液中，所述一级处理液包括以下原料：硬脂酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠、纤维酶、水，在超声波功率为80-120W，温度为40-50℃下进行浸泡20-30min，接着过滤，获得浸料a；
S2：将步骤S1制得的浸料a输送至二级处理液中，所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸12-20份、脂肪酸甘油酯5-8份、过碳酰胺9-24份、氧化镁0.4-0.6份、氢氧化钾6-10份、水80-250份，在加热下进行蒸煮，接着过滤，获得浸料b；
S3：将步骤S2制得的浸料b用60-80℃的热水进行洗涤，接着放入磨浆机中磨浆、漂白，经双网压滤机进行压滤，制得甘蔗漂白浆；
S4：将步骤S3制得的甘蔗漂白浆先进行高浓磨浆，然后再进行打浆，打浆后的浆料上抄纸车成型，制得高强瓦楞纸。
4.根据权利要求3所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：步骤S1中所述甘蔗渣粉碎物与一级处理液的重量之比为1:1.2-4。
5.根据权利要求3所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：步骤S2中所述浸料a与二级处理液的重量之比为1:4.5-12.6。
6.根据权利要求3所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：步骤S2中所述二级处理液以重量份为单位，包括以下原料：氨基环丙烷羧酸16份、脂肪酸甘油酯7份、过碳酰胺16份、氧化镁0.5份、氢氧化钾8份、水170份。
7.根据权利要求3所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：步骤S2中所述加热的温度为135-162℃。
8.根据权利要求3所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：步骤S2中所述蒸煮的时间为1.4-2h。
9.根据权利要求8所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：步骤S2中所述蒸煮的时间为1.4h。
10.根据权利要求3所述的利用漂白工艺生产高强瓦楞纸用一级处理液的应用，其特征在于：步骤S4中高浓磨浆时，浆料浓度为23-32wt％，处理至打浆度为18-25°SR；打浆时：浆料浓度为2-4wt％，处理至打浆度为26-34°SR。
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2017
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