CN108149515B - 一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了本发明的一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶技术，其制造技术特征在于：包括废纸细小纤维的分离、细小纤维预处理、细小纤维热分散强化磨浆、浆内施胶、表面施胶、透射干燥技术环节；本发明的优点是废纸纤维中的细小纤维的预处理和类微纳米磨浆技术，并将类微纳米的废纸细小纤维应用于浆内施胶和表面施胶中，提高成纸纤维之间的结合强度，对施胶纸张进行透射性干燥，解决施胶剂的滞后作用和浆内施胶剂的固化反应，赋予成纸良好的耐折性能。克服了废纸纤维生产涂布白板纸存在的耐着度低、施胶滞后的缺点。
Description
技术领域
本发明属于废纸再生新技术领域，涉及一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶技术。
背景技术
随着环保意识的日益提高，废纸资源得到广泛应用。废纸纤维的二次利用技术主要是利用废纸分拣分类、碎解、净化、脱墨、漂白等过程，实现二次纤维的高效分离以及残余油墨、胶黏物等杂质的控制，具有成本低、循环经济等优点，成为造纸行业发展的重要环节。然而，二次纤维回用过程中依然存在诸多的技术难题亟待解决，例如，废纸分拣、纤维筛选、轻重杂质控制、胶黏物富集、油墨脱除、返黄等领域存在的技术难题。
目前，废纸纤维通过回用净化技术替代原生纸浆用于生产涂布白板纸，在成纸物理强度、印刷性能等方面，基本满足涂布白板纸的需要。涂布白板纸主要用于包装纸盒，涂布白板纸一般包含面层、衬层、芯层、底层，定量在200-500g/m2范围。有专利公开了一种高耐破、高环压的灰底涂布白板纸(授权公告号CN 205420921 U)，涂布层、面层、衬层、芯层、底层分别为0.1-0.2mm厚的碳酸钙涂布层、0.2-0.3mm厚的漂白木浆纤维层、0.4-0.5mm厚的脱墨ONP纤维层、0.3-0.6mm厚的OCC纤维层、0.2-0.4mm厚的ONP纤维层，产品具有更高的挺度、耐折度和透气度。在微纳米纤维制备方面，有文献研究了高压均质、化学机械、酸性预处理、生物酶预处理技术在纳米纤维素制备工艺，采用的原料多为木质纤维素、细菌纤维素、微晶纤维素等，对于废纸纤维的微纳米制备研究甚少。在新型施胶工艺、新型施胶剂等方面获得了广泛的研究。赵艳娜等通过以端乙烯基硅氧烷化合物为自交联单体，聚乙烯醇为高分子胶体保护剂，丙烯酰胺、苯乙烯和丙烯酸丁酯为原料，制备自交联苯乙烯-丙烯酸树脂表面施胶剂，并应用于非瓦楞纸抄造实验，纸张施胶度可达66s，耐折度15次。有专利US9593444 B2公布了一种施胶剂涂覆碳纤维的方法，施胶剂包含三种组分，环氧复合物、或者环氧复合物并缺省含有羟基，酰胺基，酰亚胺基，氨基甲酸酯基，脲基，磺酰基和磺基的一种或者多种。有专利公布了松香中性施胶剂及其制备方法，通过马来松香树脂、富马松香树脂、松香季戊四醇树脂等改性松香树脂，并添加硬脂酸、石蜡和脂松香等以增加浆内施胶与填料的相容性。
由于废纸原料来源复杂、纤维角质化等过程，导致再生纤维再次生产中纤维交织和纤维结合力下降，成纸耐折度较低，严重影响了再生纸的使用寿命或者回收再使用的价值。因此，本发明公布了一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶技术，借助预处理与热分散组合技术对废纸细小纤维进行类微纳米磨浆，并将制备的类微纳米纤维应用于浆内施胶和表面施胶技术，并通过施胶后透射干燥技术，可赋予成纸的高耐折性能，对后续产品的使用寿命发挥积极作用。
发明内容
本发明目的在于克服现行全废纸生产的纸张存在的耐折度不高的技术难题，通过废纸纤维的差异预处理、热分散类微纳米磨浆技术，并将制备的类微纳米纤维应用于浆内施胶和表面施胶技术，表面施胶后配置透射技术工艺，开发了一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶技术。本发明提供的一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶技术，可广泛应用于废纸造纸的行业企业，市场潜力巨大。
本发明提出了一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶方法，包括废纸细小纤维的分离、细小纤维预处理、细小纤维热分散强化磨浆、浆内施胶、表面施胶、透射干燥环节，其征在于：所述的细小纤维的分离指ONP/OMG、MOW废纸浆通过纤维筛选设备，分离获得细小纤维；优选的，所述的纤维筛选设备为一段或则多段分级筛或者压力筛或者精筛；所述的细小纤维是指能够通过200目筛网的纤维组分；所述的细小纤维预处理包含酸预处理技术、碱性预处理技术、生物酶预处理技术、超声波预处理技术组合中的一种或者多种；所述的细小纤维热分散强化磨浆是指预处理细小纤维的强化热分散磨浆技术；所述的浆内施胶，在面层或者衬层或者底层进行浆内施胶，所述的浆内施胶剂选用AKD、ASA、松香胶施胶剂，浆内添加量0.05％-1.0％；阳离子淀粉1.0-2.0％；阳离子聚丙烯酰胺0.01％-0.05％；热分散强化磨浆获得的细小纤维2-5％。；所述的表面施胶，在面层或者底层进行表面施胶；所述的表面施胶，采用的表面施胶剂为阳离子淀粉、羧甲基纤维素、AKD、ASA、松香胶、有机硅树脂，并添加热分散强化磨浆制备的细小纤维2-5％，表面胶液固含量控制在5.0％-10.0％，黏度5-15mPa·s；所述的透射干燥，包含红外或者紫外或者微波干燥中的一种或者多种组合，所述透射干燥置于表面施胶之后，或者表面施胶与涂布之间，或者涂布工艺之后，或者完成整理之前，干燥时间为10s-300s。
优选的，所述超声波预处理技术的具体方法是：将细小纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为3-10wt％，温度为20-100℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率40-4000W，超声波频率为40-600kHz，搅拌处理，处理时间为10-60min；所述酸预处理技术的具体方法是：将纸浆纤维溶于硫酸或者盐酸或者有机酸，疏解均匀，纸浆浓度为3-10wt％，相对于绝干废纸浆，氢氧化钠用量为3-10wt％，温度为20-70℃，搅拌处理，处理时间为10-60min；所述碱性预处理技术的具体方法是：将纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为2-10wt％，相对于绝干废纸浆，氢氧化钠用量为3-10wt％，温度为20-60℃，搅拌处理，处理时间为10-60min所述生物酶预处理技术的具体方法是：生物酶用量为5-60IU/g，温度为20-60℃，pH＝6-9，纸浆浓度为3-10wt％，处理时间为30-300min。
优选的，所述预处理细小纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50wt％，纸浆温度控制在80-150℃，系统压力120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量为2-3wt％，硅酸钠用量为2.5-3wt％，分散剂用量为1-15％，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t。
本发明的积极效果如下：
与现有的表面施胶或者浆内施胶技术相比，本发明的优点是废纸纤维中的细小纤维的预处理和类微纳米磨浆技术，并将类微纳米的废纸细小纤维应用于浆内施胶和表面施胶中，提高成纸纤维之间的结合强度，对施胶纸张进行透射性干燥，解决施胶剂的滞后作用和浆内施胶剂的固化反应，赋予成纸良好的耐折性能。克服了废纸纤维生产涂布白板纸存在的耐着度低、施胶滞后的缺点。发明提供的一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶技术，可广泛应用于废纸制浆造纸的行业企业，市场潜力巨大。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步详细描述；但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
实施例：
(1)将ONP/OMG，质量比1:1混合，混合废纸浆先后通过分级筛和精筛，并分离获得200目筛网的细小纤维组分。
(2)细小纤维顺序先后进行碱性预处理技术和超声波预处理技术。将纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为6wt％，相对于绝干废纸浆，氢氧化钠用量3wt％，温度50℃，搅拌处理，处理时间为20min；然后将经过碱预处理的细小纤维，置于超声波振荡器中，温度50℃，超声波功率2500W，超声波频率为120kHz，搅拌处理，处理时间为60min。
(3)将预处理后的细小纤维浓缩至45wt％，纸浆温度控制在120℃，系统压力120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量2wt％，硅酸钠用量为2.5wt％，分散剂用量为2wt％，处理时间为60min，比能耗为120kW·h/t。
(4)对面层、衬层、底层进行浆内施胶，浆内施胶剂选用AKD0.05％；阳离子淀粉1.0％；阳离子聚丙烯酰胺0.01％；添加热分散强化磨浆获得的细小纤维2％。
(5)对面层进行表面施胶，表面施胶剂采用阳离子淀粉、羧甲基纤维素、AKD进行施胶，在表面施胶剂中添加热分散强化磨浆制备的细小纤维2％，此时表面胶液固含量控制在5.0％，黏度5mPa·s以上。
(6)对纸张进行透射干燥，透射干燥采用远红外干燥技术，远红外干燥置于表面施胶之后，干燥时间10s，涂布工艺之后，干燥时间30s。
按照实例对现有的全废纸再生生产涂布白板纸施胶工艺改造获得的数据：
本发明通过对废纸纤维中的细小纤维的预处理和类微纳米磨浆技术，并将类微纳米的废纸细小纤维应用于浆内施胶和表面施胶中，有助于提高成纸纤维之间的结合强度，对施胶纸张进行透射性干燥，解决施胶剂的滞后作用和浆内施胶剂的固化反应，赋予成纸良好的耐折性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶方法，包括废纸细小纤维的分离、细小纤维预处理、细小纤维热分散强化磨浆、浆内施胶、表面施胶、透射干燥环节，其征在于：所述的所述的细小纤维的分离指ONP/OMG、MOW废纸浆通过纤维筛选设备，分离获得细小纤维；所述的纤维筛选设备为一段或者多段分级筛或者压力筛或者精筛；所述的细小纤维是指通过200目筛网的纤维组分；所述的细小纤维预处理包含酸预处理技术、碱性预处理技术、生物酶预处理技术、超声波预处理技术组合中的一种或者多种；所述的细小纤维热分散强化磨浆是指预处理细小纤维的强化热分散处理；所述的浆内施胶，在面层或者衬层或者底层进行浆内施胶，所述的浆内施胶剂选用AKD、ASA、松香胶施胶剂，浆内添加量0.05％-1.0％；阳离子淀粉1.0-2.0％；阳离子聚丙烯酰胺0.01％-0.05％；热分散强化磨浆获得的细小纤维2-5％；所述的表面施胶，在面层或者底层进行表面施胶；所述的表面施胶，采用的表面施胶剂为阳离子淀粉、羧甲基纤维素、AKD、ASA、松香胶、有机硅树脂，并添加热分散强化磨浆制备的细小纤维2-5％，表面胶液固含量控制在5.0％-10.0％，黏度5-15mPa·s；所述的透射干燥，包含红外或者紫外或者微波干燥中的一种或者多种组合，所述透射干燥置于表面施胶之后，或者表面施胶与涂布之间，或者涂布工艺之后，或者完成整理之前，干燥时间为10s-300s。
2.如权利要求1所述的一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶方法，其特征在于：所述超声波预处理技术的具体方法是：将细小纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为3-10wt％，温度为20-100℃，置于超声波振荡器或者超声波震板中，超声波功率40-4000W，超声波频率为40-600kHz，搅拌处理，处理时间为10-60min；所述酸预处理技术的具体方法是：将纸浆纤维溶于硫酸或者盐酸或者有机酸，疏解均匀，纸浆浓度为3-10wt％，相对于绝干废纸浆，氢氧化钠用量为3-10wt％，温度为20-70℃，搅拌处理，处理时间为10-60min；所述碱性预处理技术的具体方法是：将纸浆纤维溶于水中，疏解均匀，纸浆浓度为2-10wt％，相对于绝干废纸浆，氢氧化钠用量为3-10wt％，温度为20-60℃，搅拌处理，处理时间为10-60min，所述生物酶预处理技术的具体方法是：生物酶用量为5-60IU/g，温度为20-60℃，pH＝6-9，纸浆浓度3-10wt％，处理时间为30-300min。
3.如权利要求1所述的一种适用于废纸造纸的高耐折度施胶方法，其特征在于：所述预处理细小纤维热分散处理的具体方法是：废纸纤维水溶液浓度浓缩至30-50wt％，纸浆温度控制在80-150℃，系统压力120kPa，pH＝6-12，过氧化氢用量为2-3wt％，硅酸钠用量为2.5-3wt％，分散剂用量为2-15wt％，处理时间为30-300min，比能耗为60-160kW·h/t。
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