CN109306636A - 一种废旧包装纸增强再利用的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废纸增强再利用的加工方法，包括如下步骤：（1）粉碎处理；（2）脱墨处理；（3）原料称取；（4）浆料制备；（5）成品制备。本发明的加工方法显著改善了回收再造包装纸的综合性能，保证了包装纸的安全性能和使用寿命，提升了包装纸的品质，具有很好的经济效益和市场推广价值。

Description

一种废旧包装纸增强再利用的加工方法
技术领域
本发明属于废纸回收再利用技术领域，具体涉及一种废旧包装纸增强再利用的加工方法。
背景技术
废纸回收的成本问题废纸回收利用，最有吸引力的一直是因其成本低而占优势。然而废纸是不可能无限度地被反复循环回用的，其极限是取决于纤维质量的劣化速度和程度。在处理旧报纸浆料中，其中含有的高得率机械木浆，包括化学热磨机械浆和压力磨石磨木浆，保留有较高的木素，纤维挺硬。经机械碎解处理后，纤维变得更加柔软和微纤维化，有利于纤维结构的键合，可抄出更紧密、更平滑的新闻纸。但旧报纸中的化学浆纤维，因在成纸过程中曾被键合过，纤维本身结构密实，空腔减少很多，表面难于水化，纤维变得“僵硬”，粘度降低，成纸强度下降。包装纸的回收再造要求更高，处理不当，甚至会对人体的健康造成一定的伤害，而且现有的技术中鲜有关于包装纸回收再造的报导。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，显著改善了回收再造包装纸的综合性能，保证了包装纸的安全性能和使用寿命，提升了包装纸的品质，具有很好的经济效益和市场推广价值。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，包括如下步骤：
（1）粉碎处理：
将杀菌剂和废旧包装纸按照体积重量比为1mL:23~25g共同投入到深冷式粉碎机内，粉碎处理30~40min后取出废纸粉末备用；
（2）脱墨处理：
将步骤（1）中所得的废纸粉末和脱墨剂按照重量体积比为1g:2~3mL共同投入到净化池后进行搅拌，搅拌脱墨时用微波加热保持净化池内的温度为50~58℃，搅拌处理1~2h后，过滤得废纸原料；
（3）原料称取：
按对应重量份称取下列原料：步骤（2）所得废纸原料60~70份、生物质纤维23~27份、复合填料24~26份、淀粉4~5份、聚丙烯酰胺3~5份、海藻酸钠6~7份、无菌水5~6份；
（4）浆料制备：
将步骤（3）中称取的所有原料共同投入磨盘中进行磨浆，磨浆至叩解度为37~41°SR；
（5）成品制备：
将步骤（4）所得浆料进行进行压榨、干燥、压光、制卷即可。
进一步的，所述步骤（1）中杀菌剂中各成分及对应重量份为：氢氧化钠3~4份、氯化锌0.7~0.9份、月桂醛0.4~0.6份，β-蒎烯0.5~0.6份、柠檬烯0.2~0.3份、乙酸龙脑酯0.9~1份、50%乙醇30~40份。
进一步的，所述步骤（1）中粉碎处理时，粉碎机内的温度控制为-20~-16℃。
进一步的，所述步骤（2）中脱墨剂中各成分及对应重量份为：硅酸钠10~12份、妥尔油脂肪酸13~14份、十二烷基苯磺酸钠6~8份、去离子水45~55份。
进一步的，所述步骤（2）中微波加热时微波的频率为6~8GHz。
进一步的，所述步骤（3）中生物质纤维为小麦秸秆、玉米秸秆、南瓜藤、金银花藤、竹纤维中的任意一种。
进一步的，所述步骤（3）中复合填料的制备方法包括如下步骤：
1）将氨水和无水乙醇按照体积比为1~2:9~10共同投入反应釜中，以200~240rpm的转速搅拌混匀后，然后将黄土粉和砭石粉按照重量比为1.4~1.8: 2~3共同投入反应釜中，反应釜中的温度控制为200~300℃，反应釜中的压力控制为0.5~0.6MPa，以180~200rpm的转速搅拌处理20~24min后滤出黄土粉和砭石粉混合物备用；
2）将步骤2）中滤出的黄土粉和砭石粉混合物放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为2~3min；
3）将步骤2）中辐照处理后的黄土粉和砭石粉混合物和改性液按照重量体积比为1g:7~9mL共同投入搅拌罐内，搅拌罐内的温度控制为80~90℃，搅拌罐的转速为400~500rpm，持续搅拌55~65min后过滤得滤渣；
4）将步骤3）中所得的滤渣置于烘箱内进行干燥，干燥时烘箱内的温度控制为60~70℃，干燥至含水率为8~12%即可。
进一步的，所述步骤1）中黄土份和砭石粉的总重量份与氨水和无水乙醇的总体积的比值为：1g:4~5mL。
进一步的，所述步骤2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为200~220keV，束流为1~1.2×1012 cm-2·s-1，注入量为5~6×1017 p/cm2。
进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：次氯酸钠8~10份、脂肪酸甘油酯12~14份、脂肪酸山梨坦7~9份、硝酸镧5~6份、去离子水90~100份。
废旧包装纸回收再制造使用会影响整体的使用性能，特别是食品包装纸，回收再利用后会含有大量的霉菌，存在很大的安全性问题，包装纸在回收再造过程中，机械强度会极大的降低，从很大程度上限制了回收再造包装纸的使用品质。对此，本发明优化改善了其加工方法，增强了废旧包装纸回收料的使用价值。由于废旧包装纸在回收的过程中会有大量的霉菌和虫卵，因此，本发明首先将废旧包装纸和杀菌剂按照合适的配比，在低温条件下进行粉碎，在粉碎的同时能够起到杀菌和干燥的作用，杀菌剂中的活性成分能够破坏原有的纤维结构，为后续的脱墨操作奠定很好的基础。在脱墨的过程中采用微波加热辅助脱墨，在微波能的作用下，分子运动速度加快，粒子间相互摩擦及碰撞，促进分子之间的相互接触，并能产生大量热能，促进脱墨剂的作用。然后称取原料在进行磨浆、压榨、干燥、压光、制卷，制得成品。其中，向原料中添加了一种特制的复合填料成分，在对氨水、无水乙醇反应处理一段时间后，将黄土粉和砭石份按照合适重量配比加入到反应釜中，黄土粉和砭石粉在高温高压的作用下，表面结构发生改变，两种粉末相互摩擦产生超声波和负离子，改善包装纸的安全性，紧接着利用质子束对混合粉末进行刻蚀辐照，使得混合粉末内部组织变形、断裂，并毛化了混合粉末，提升了整体的表面粗糙度，为后续的处理奠定了基础，期间合理控制处理的强度以防止过度处理，再与改性液进行搅拌改性处理，改性液中的次氯酸钠具有漂白的作用，显著改善混合粉末的品质，脂肪酸甘油酯和脂肪酸山梨坦相互协同，提高黄土粉与砭石粉之间的相容性，以及提高混合粉末与原料中其他成分之间的相容亲和性，硝酸镧有助于使复合填料与其他成分之间形成巨大的分子网状结构，提高再造纸的机械性能，提升再造纸的使用品质。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明的加工方法显著改善了回收再造包装纸的综合性能，保证了包装纸的安全性能和使用寿命，提升了包装纸的品质，具有很好的经济效益和市场推广价值。
具体实施方式
实施例1
一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，包括如下步骤：
（1）粉碎处理：
将杀菌剂和废旧包装纸按照体积重量比为1mL:23g共同投入到深冷式粉碎机内，粉碎处理30min后取出废纸粉末备用；
（2）脱墨处理：
将步骤（1）中所得的废纸粉末和脱墨剂按照重量体积比为1g:2mL共同投入到净化池后进行搅拌，搅拌脱墨时用微波加热保持净化池内的温度为50℃，搅拌处理1h后，过滤得废纸原料；
（3）原料称取：
按对应重量份称取下列原料：步骤（2）所得废纸原料60份、生物质纤维23份、复合填料24份、淀粉4份、聚丙烯酰胺3份、海藻酸钠6份、无菌水5份；
（4）浆料制备：
将步骤（3）中称取的所有原料共同投入磨盘中进行磨浆，磨浆至叩解度为37°SR；
（5）成品制备：
将步骤（4）所得浆料进行进行压榨、干燥、压光、制卷即可。
进一步的，所述步骤（1）中杀菌剂中各成分及对应重量份为：氢氧化钠3份、氯化锌0.7份、月桂醛0.4份，β-蒎烯0.5份、柠檬烯0.2份、乙酸龙脑酯0.9份、50%乙醇30份。
进一步的，所述步骤（1）中粉碎处理时，粉碎机内的温度控制为-20℃。
进一步的，所述步骤（2）中脱墨剂中各成分及对应重量份为：硅酸钠10份、妥尔油脂肪酸13份、十二烷基苯磺酸钠6份、去离子水45份。
进一步的，所述步骤（2）中微波加热时微波的频率为6GHz。
进一步的，所述步骤（3）中生物质纤维为小麦秸秆、玉米秸秆、南瓜藤、金银花藤、竹纤维中的任意一种。
进一步的，所述步骤（3）中复合填料的制备方法包括如下步骤：
1）将氨水和无水乙醇按照体积比为1:9共同投入反应釜中，以200rpm的转速搅拌混匀后，然后将黄土粉和砭石粉按照重量比为1.4:2共同投入反应釜中，反应釜中的温度控制为200℃，反应釜中的压力控制为0.5MPa，以180rpm的转速搅拌处理20min后滤出黄土粉和砭石粉混合物备用；
2）将步骤2）中滤出的黄土粉和砭石粉混合物放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为2min；
3）将步骤2）中辐照处理后的黄土粉和砭石粉混合物和改性液按照重量体积比为1g:7mL共同投入搅拌罐内，搅拌罐内的温度控制为80℃，搅拌罐的转速为400rpm，持续搅拌55min后过滤得滤渣；
4）将步骤3）中所得的滤渣置于烘箱内进行干燥，干燥时烘箱内的温度控制为60℃，干燥至含水率为8%即可。
进一步的，所述步骤1）中黄土份和砭石粉的总重量份与氨水和无水乙醇的总体积的比值为：1g:4mL。
进一步的，所述步骤2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为200keV，束流为1×1012 cm-2·s-1，注入量为5×1017 p/cm2。
进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：次氯酸钠8份、脂肪酸甘油酯12份、脂肪酸山梨坦7份、硝酸镧5份、去离子水90份。
实施例2
一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，包括如下步骤：
（1）粉碎处理：
将杀菌剂和废旧包装纸按照体积重量比为1mL:24g共同投入到深冷式粉碎机内，粉碎处理35min后取出废纸粉末备用；
（2）脱墨处理：
将步骤（1）中所得的废纸粉末和脱墨剂按照重量体积比为1g:2.5mL共同投入到净化池后进行搅拌，搅拌脱墨时用微波加热保持净化池内的温度为54℃，搅拌处理1.5h后，过滤得废纸原料；
（3）原料称取：
按对应重量份称取下列原料：步骤（2）所得废纸原料65份、生物质纤维25份、复合填料25份、淀粉4.5份、聚丙烯酰胺4份、海藻酸钠6.5份、无菌水5.5份；
（4）浆料制备：
将步骤（3）中称取的所有原料共同投入磨盘中进行磨浆，磨浆至叩解度为39°SR；
（5）成品制备：
将步骤（4）所得浆料进行进行压榨、干燥、压光、制卷即可。
进一步的，所述步骤（1）中杀菌剂中各成分及对应重量份为：氢氧化钠3.5份、氯化锌0.8份、月桂醛0.5份，β-蒎烯0.55份、柠檬烯0.25份、乙酸龙脑酯0.95份、50%乙醇35份。
进一步的，所述步骤（1）中粉碎处理时，粉碎机内的温度控制为-18℃。
进一步的，所述步骤（2）中脱墨剂中各成分及对应重量份为：硅酸钠11份、妥尔油脂肪酸13.5份、十二烷基苯磺酸钠7份、去离子水50份。
进一步的，所述步骤（2）中微波加热时微波的频率为7GHz。
进一步的，所述步骤（3）中生物质纤维为小麦秸秆、玉米秸秆、南瓜藤、金银花藤、竹纤维中的任意一种。
进一步的，所述步骤（3）中复合填料的制备方法包括如下步骤：
1）将氨水和无水乙醇按照体积比为1.5:9.5共同投入反应釜中，以220rpm的转速搅拌混匀后，然后将黄土粉和砭石粉按照重量比为1.6:2.5共同投入反应釜中，反应釜中的温度控制为250℃，反应釜中的压力控制为0.55MPa，以190rpm的转速搅拌处理22min后滤出黄土粉和砭石粉混合物备用；
2）将步骤2）中滤出的黄土粉和砭石粉混合物放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为2.5min；
3）将步骤2）中辐照处理后的黄土粉和砭石粉混合物和改性液按照重量体积比为1g:8mL共同投入搅拌罐内，搅拌罐内的温度控制为85℃，搅拌罐的转速为450rpm，持续搅拌60min后过滤得滤渣；
4）将步骤3）中所得的滤渣置于烘箱内进行干燥，干燥时烘箱内的温度控制为65℃，干燥至含水率为10%即可。
进一步的，所述步骤1）中黄土份和砭石粉的总重量份与氨水和无水乙醇的总体积的比值为：1g:4.5mL。
进一步的，所述步骤2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为210keV，束流为1.1×1012 cm-2·s-1，注入量为5.5×1017 p/cm2。
进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：次氯酸钠9份、脂肪酸甘油酯13份、脂肪酸山梨坦8份、硝酸镧5.5份、去离子水95份。
实施例3
一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，包括如下步骤：
（1）粉碎处理：
将杀菌剂和废旧包装纸按照体积重量比为1mL:25g共同投入到深冷式粉碎机内，粉碎处理40min后取出废纸粉末备用；
（2）脱墨处理：
将步骤（1）中所得的废纸粉末和脱墨剂按照重量体积比为1g:3mL共同投入到净化池后进行搅拌，搅拌脱墨时用微波加热保持净化池内的温度为58℃，搅拌处理2h后，过滤得废纸原料；
（3）原料称取：
按对应重量份称取下列原料：步骤（2）所得废纸原料70份、生物质纤维27份、复合填料26份、淀粉5份、聚丙烯酰胺5份、海藻酸钠7份、无菌水6份；
（4）浆料制备：
将步骤（3）中称取的所有原料共同投入磨盘中进行磨浆，磨浆至叩解度为41°SR；
（5）成品制备：
将步骤（4）所得浆料进行进行压榨、干燥、压光、制卷即可。
进一步的，所述步骤（1）中杀菌剂中各成分及对应重量份为：氢氧化钠4份、氯化锌0.9份、月桂醛0.6份，β-蒎烯0.6份、柠檬烯0.3份、乙酸龙脑酯1份、50%乙醇40份。
进一步的，所述步骤（1）中粉碎处理时，粉碎机内的温度控制为-16℃。
进一步的，所述步骤（2）中脱墨剂中各成分及对应重量份为：硅酸钠12份、妥尔油脂肪酸14份、十二烷基苯磺酸钠8份、去离子水55份。
进一步的，所述步骤（2）中微波加热时微波的频率为8GHz。
进一步的，所述步骤（3）中生物质纤维为小麦秸秆、玉米秸秆、南瓜藤、金银花藤、竹纤维中的任意一种。
进一步的，所述步骤（3）中复合填料的制备方法包括如下步骤：
1）将氨水和无水乙醇按照体积比为2:10共同投入反应釜中，以240rpm的转速搅拌混匀后，然后将黄土粉和砭石粉按照重量比为1.8: 3共同投入反应釜中，反应釜中的温度控制为300℃，反应釜中的压力控制为0.6MPa，以200rpm的转速搅拌处理24min后滤出黄土粉和砭石粉混合物备用；
2）将步骤2）中滤出的黄土粉和砭石粉混合物放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为3min；
3）将步骤2）中辐照处理后的黄土粉和砭石粉混合物和改性液按照重量体积比为1g:9mL共同投入搅拌罐内，搅拌罐内的温度控制为90℃，搅拌罐的转速为500rpm，持续搅拌65min后过滤得滤渣；
4）将步骤3）中所得的滤渣置于烘箱内进行干燥，干燥时烘箱内的温度控制为70℃，干燥至含水率为12%即可。
进一步的，所述步骤1）中黄土份和砭石粉的总重量份与氨水和无水乙醇的总体积的比值为：1g:5mL。
进一步的，所述步骤2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为220keV，束流为1.2×1012 cm-2·s-1，注入量为6×1017 p/cm2。
进一步的，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：次氯酸钠10份、脂肪酸甘油酯14份、脂肪酸山梨坦9份、硝酸镧6份、去离子水100份。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，在复合填料的制备中，省去步骤1）中的黄土粉，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在复合填料的制备中，省去步骤1）中的砭石粉，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在复合填料的制备中，省去步骤2）的整个操作，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，在步骤（3）原料称取中，用等质量份未经改性的的黄土粉和砭石粉混合物替代复合填料，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例5
本对比实施例5与实施例2相比，在步骤（3）原料称取中，省去复合填料，除此外的方法步骤均相同。
对照组
申请号为：201810231387.X公开的废纸回收再造的方法。
为了对比本发明效果，选取同一批废旧包装纸，然后将选取的废旧包装纸随机分成7组，每组废旧包装纸的重量份相同，再分别用实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例、对照组的方法制备再生纸，分别测定每组再生纸的机械性能。
具体实验对比数据如下表1所示：
表1
由上表1可以看出，本发明加工方法显著改善了回收再造包装纸的综合性能，保证了包装纸的安全性能和使用寿命，提升了包装纸的品质，具有很好的经济效益和市场推广价值。

Claims (10)

1.一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）粉碎处理：
将杀菌剂和废旧包装纸按照体积重量比为1mL:23~25g共同投入到深冷式粉碎机内，粉碎处理30~40min后取出废纸粉末备用；
（2）脱墨处理：
将步骤（1）中所得的废纸粉末和脱墨剂按照重量体积比为1g:2~3mL共同投入到净化池后进行搅拌，搅拌脱墨时用微波加热保持净化池内的温度为50~58℃，搅拌处理1~2h后，过滤得废纸原料；
（3）原料称取：
按对应重量份称取下列原料：步骤（2）所得废纸原料60~70份、生物质纤维23~27份、复合填料24~26份、淀粉4~5份、聚丙烯酰胺3~5份、海藻酸钠6~7份、无菌水5~6份；
（4）浆料制备：
将步骤（3）中称取的所有原料共同投入磨盘中进行磨浆，磨浆至叩解度为37~41°SR；
（5）成品制备：
将步骤（4）所得浆料进行进行压榨、干燥、压光、制卷即可。
2.根据权利要求1所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤（1）中杀菌剂中各成分及对应重量份为：氢氧化钠3~4份、氯化锌0.7~0.9份、月桂醛0.4~0.6份，β-蒎烯0.5~0.6份、柠檬烯0.2~0.3份、乙酸龙脑酯0.9~1份、50%乙醇30~40份。
3.根据权利要求1所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤（1）中粉碎处理时，粉碎机内的温度控制为-20~-16℃。
4.根据权利要求1所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中脱墨剂中各成分及对应重量份为：硅酸钠10~12份、妥尔油脂肪酸13~14份、十二烷基苯磺酸钠6~8份、去离子水45~55份。
5.根据权利要求1所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中微波加热时微波的频率为6~8GHz。
6.根据权利要求1所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤（3）中生物质纤维为小麦秸秆、玉米秸秆、南瓜藤、金银花藤、竹纤维中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤（3）中复合填料的制备方法包括如下步骤：
1）将氨水和无水乙醇按照体积比为1~2:9~10共同投入反应釜中，以200~240rpm的转速搅拌混匀后，然后将黄土粉和砭石粉按照重量比为1.4~1.8: 2~3共同投入反应釜中，反应釜中的温度控制为200~300℃，反应釜中的压力控制为0.5~0.6MPa，以180~200rpm的转速搅拌处理20~24min后滤出黄土粉和砭石粉混合物备用；
2）将步骤2）中滤出的黄土粉和砭石粉混合物放入到低能质子辐照箱内进行辐照处理，辐照处理的时间为2~3min；
3）将步骤2）中辐照处理后的黄土粉和砭石粉混合物和改性液按照重量体积比为1g:7~9mL共同投入搅拌罐内，搅拌罐内的温度控制为80~90℃，搅拌罐的转速为400~500rpm，持续搅拌55~65min后过滤得滤渣；
4）将步骤3）中所得的滤渣置于烘箱内进行干燥，干燥时烘箱内的温度控制为60~70℃，干燥至含水率为8~12%即可。
8.根据权利要求7所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤1）中黄土份和砭石粉的总重量份与氨水和无水乙醇的总体积的比值为：1g:4~5mL。
9.根据权利要求7所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤2）中质子辐照处理时控制辐照的能量为200~220keV，束流为1~1.2×1012 cm-2·s-1，注入量为5~6×1017 p/cm2。
10.根据权利要求7所述一种废旧包装纸增强再利用的加工方法，其特征在于，所述步骤3）中改性液中各成分及对应重量份为：次氯酸钠8~10份、脂肪酸甘油酯12~14份、脂肪酸山梨坦7~9份、硝酸镧5~6份、去离子水90~100份。
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