CN109706780B - 一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法；按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶3‑10份、果胶酶1‑8份、木聚糖酶3‑10份、烷基醇酰胺0.1‑0.8份、司盘‑600.1‑0.6份、水75.7‑88.8份配制复合生物酶剂；按重量份在碎浆机中加入1‑5份的混合浆板，加入95‑99份水，再加入相对绝干纸浆重量100ppm‑300ppm的复合生物酶剂，疏解5‑30分钟，制得混合浆料；将混合浆料送入磨浆机中磨浆，打浆浓度为1％‑4％，磨浆至打浆度为20‑45°SR；对纸浆依次进行稀释、上网成型、压榨、干燥和卷曲工序后制得成品。本发明通过在原纸磨浆过程添加优化配比的复合生物酶剂，提升了纸浆的打浆度，缩短了磨浆时间，减少能源消耗，降低污染，并改善了纸浆中纤维形态的比重，使原纸的纸张物量指标有明显的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，属于造纸领域。
背景技术
造纸工业是一个与国民经济发展息息相关的重要产业，然而，造纸工业又是一个属于高能耗、重污染的行业之一。我国是世界第一造纸大国，2013年生产量10110万吨，约占世界总产量25％。其中，原煤、外购电力分别占造纸过程总能耗的73％和23％，远远落后于国际上的其他造纸国家。并且，我们在造纸上的能耗占造纸企业总成本的15％～35％，是除纤维原料成本外的第二大成本。随着国家和政府对造纸行业的绿色可持续发展越来越重视，且人们对改善环境，节能减排的呼声日益高涨，传统造纸行业的改革已势在必行。
为了降低磨浆能耗，节能减排，保护环境，减少污染。早在1996年，Bhardwaj等就提出使用生物酶处理浆料能降低能耗。在验证过程中，他们成功用半葡萄糖酶等降低了竹浆的磨浆时间，且将磨浆时间降低了15％左右。这体现了生物酶处理浆料不但可以从降低磨浆能耗来节约成本，而且避免浆料纤维过度切断，增加纤维分丝帚化，优化纤维长度分布。亚克力板贴面保护纸主要是用于亚克力板激光切割过程的遮光保护纸，原纸经表面涂胶后粘贴在亚克力板材表面，起到遮蔽激光、保护板材作用。为了满足亚克力板贴面保护原纸的抗张和撕裂等强度指标，原纸采用全进口针叶木本色浆抄造。采用全进口针叶木浆抄造亚克力板贴面保护原纸导致生产过程中原料成本高，打浆过程能耗高。
因此，如何研发一种亚克力板贴面保护原纸的新的制备方法，以提高产品的品质和附加值，减少针叶木浆使用，提高阔叶木浆用量，降低打浆耗电量，节约能源，缩小生产成本，增加企业利润，成为了本领域技术人员亟待解决的课题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法。本发明通过以针叶木浆板和阔叶木浆板制备混合浆料，并在原纸磨浆过程添加优化配比的复合生物酶剂，缩短了磨浆时间，可以有效减少能源消耗、缩小生产成本、增加企业利润、降低污染；同时本发明具有优化浆料纤维形态、增加纤维分丝帚化的特点，避免浆料纤维过度切断，使原纸的纸张物量指标有明显地提高。
本发明的技术方案：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：
a、按重量份取纤维素酶3-10份、果胶酶1-8份、木聚糖酶3-10份、烷基醇酰胺0.1-0.8份、司盘-60 0.1-0.6份、水75.7-88.8份配制复合生物酶剂；
b、按针叶木浆板50％-70％、阔叶木浆板30％-50％的质量比例进行配置混合浆板；按重量份向碎浆机中加入1-5份的混合浆板和95-99份水，再加入相对绝干纸浆重量100ppm-300ppm的复合生物酶剂，疏解5-30分钟，制得混合浆料；
c、将混合浆料送入磨浆机中磨浆，打浆浓度为1％-4％，打浆至打浆度为20-45°SR；
d、对纸浆依次进行稀释、上网成型、压榨、干燥和卷曲工序后制得成品。
上述的亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：
a、按重量份取纤维素酶4-8份、果胶酶1-4份、木聚糖酶4-8份、烷基醇酰胺0.2-0.6份、司盘-60 0.2-0.5份、水80-85份配制复合生物酶剂；
b、按针叶木浆板55％-65％、阔叶木浆板35％-45％的质量比例进行配置混合浆板；按重量份向碎浆机中加入1.5-2.5份的混合浆板和97.5-98.5份水，再加入相对绝干纸浆重量150ppm-250ppm的复合生物酶剂，疏解5-20分钟，制得混合浆料；
c、将混合浆料送入磨浆机中磨浆，打浆浓度1％-3％，打浆至打浆度为30-40°SR；
d、对纸浆依次进行稀释、上网成型、压榨、干燥和卷曲工序后制得成品。
前述的亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：
a、按重量份取纤维素酶5份、果胶酶2份、木聚糖酶5份、烷基醇酰胺0.5份、司盘-600.3份、水83.2份配制复合生物酶剂；
b、按针叶木浆板60％、阔叶木浆板40％的质量比例进行配置混合浆板；按重量份向碎浆机中加入2份的混合浆板和98份水，再加入纸浆重量200ppm的复合生物酶剂，疏解20分钟，制得混合浆料；
c、将混合浆料送入磨浆机中磨浆，打浆浓度2％，打浆至打浆度为35°SR；
d、对纸浆依次进行稀释、上网成型、压榨、干燥和卷曲工序后制得成品。
前述的亚克力板贴面保护原纸的制备方法，所述碎浆机是水力碎浆机；所述磨浆机是双盘磨浆机。
前述的亚克力板贴面保护原纸的制备方法，步骤d中，所述纸浆浓度稀释至0.3-1％后进行上网成型工序。
前述的亚克力板贴面保护原纸的制备方法，所述上网成型工序是在长网纸机中进行，长网纸机的辐宽2.4m，车速150m/min。
前述的亚克力板贴面保护原纸的制备方法，所述压榨工序为盲孔压榨。
前述的亚克力板贴面保护原纸的制备方法，所述步骤b中，在疏解的过程中还加入浓度为0.1MoL/L的NaHCO3溶液至pH值为8.0-8.5。
与现有技术比较，本发明通过以针叶木浆板和阔叶木浆板制备混合浆料，减少了全进口针叶木浆的用量，降低了生产成本，增加企业利润，并在原纸磨浆过程添加优化配比的复合生物酶剂，一方面通过复合生物酶剂对纤维内部进行分解，不仅促进磨浆过程中纤维的分丝和帚化，使磨浆变得更容易，方便纸浆的打浆度的提升，而且缩短了磨浆时间，减少能源消耗，降低了环境污染；另一方面改善了纸浆中纤维形态，通过对纤维表面进行改性，促进纤维的润胀，避免浆料纤维过度切断，优化纤维长度分布，增强纤维之间的结合力，达到增强原纸性能、提高原纸品质的效果，使原纸的纸张物量指标有明显的改善。
附图说明：
图1：本发明实施例3的纤维形态分布图；
图2：本发明实施例5的纤维形态分布图；
图3：本发明实施例6的纤维形态分布图；
图4：本发明实施例7的纤维形态分布图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶10份、果胶酶8份、木聚糖酶10份、烷基醇酰胺0.8份、司盘-60 0.6份、水75.7份，混合后制得复合生物酶剂；再将0.5份针叶木浆板与0.5份阔叶木浆板投入碎浆机，加入99份水，浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干纸浆(即碎浆机中纸浆去除水后的绝干质量；针叶木浆板和阔叶木浆板的相对绝干质量的比例均为常规参数，其乘以针叶木浆板的重量或阔叶木浆板的重量即可计算出相对绝干纸浆的重量)重量300ppm(ppm是百万分率或百万分之几，添加量300ppm是相对于碎浆机中绝干纸浆质量的百万分之300)的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间30min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为1％，打浆至打浆度为45°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
实施例2：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶8份、果胶酶6份、木聚糖酶8份、烷基醇酰胺0.7份、司盘-60 0.5份、水76.8份，混合后制得复合生物酶剂；再将1.4份针叶木浆板与0.6份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98份水，浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干纸浆重量250ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间25min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为2％，打浆至打浆度为40°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
实施例3：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶5份、果胶酶2份、木聚糖酶5份、烷基醇酰胺0.5份、司盘-60 0.3份、水83.2份，混合后制得复合生物酶剂，再将1.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98份水，浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干纸浆重量200ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间20min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为2％，磨浆至打浆度为35°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
实施例4：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶3份、果胶酶1份、木聚糖酶3份、烷基醇酰胺0.3份、司盘-60 0.2份、水90.5份，混合后制得复合生物酶剂，再将3.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入96份水，浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加绝干纸浆重量150ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间15min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为4％，打浆至打浆度为30°SR。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
实施例5：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶5份、果胶酶2份、木聚糖酶5份、烷基醇酰胺0.5份、司盘-60 0.3份、水83.2份，混合后制得复合生物酶剂，再将1.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98份水，浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干纸浆重量200ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间20min；在疏解的过程中还加入浓度为0.1MoL/L的NaHCO3溶液至pH值为8.0-8.5，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为2％，打浆至打浆度为35°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
实施例6：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶4.5份、果胶酶2.5份、木聚糖酶4.5份、烷基醇酰胺0.5份、司盘-60 0.5份、水86.2份，混合后制得复合生物酶剂，再将1.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98份水，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干纸浆重量200ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间20min；将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为2％，打浆至打浆度为35°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
实施例7：一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶6份、果胶酶3份、木聚糖酶6份、烷基醇酰胺0.7份、司盘-600.3份、水85.6份，混合后制得复合生物酶剂，再将1.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98份水，浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干纸浆重量200ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间20min；将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为2％，打浆至打浆度为35°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
对照例1：按下述步骤进行常规原纸的制备：将0.5份针叶木浆板与0.5份阔叶木浆板投入碎浆机，加入99份水，水温为25℃，再加入常规方法中的普通生物复合酶，添加量为绝干纸浆重量300ppm，疏解时间30min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为1％，打浆至打浆度为45°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
对照例2：按下述步骤进行常规原纸的制备：将1.2针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98水，水温为25℃，再加入常规方法中的普通生物复合酶，添加量为绝干纸浆重量250ppm，疏解时间25min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为2％，打浆至打浆度为40°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
对照例3：按下述步骤进行常规原纸的制备：将1.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98份水，水温为25℃，再加入常规方法中的普通生物复合酶，添加量为绝干纸浆重量200ppm，疏解时间20min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为2％，打浆至打浆度为35°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
对照例4：按下述步骤进行常规原纸的制备：将3.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入96份水，水温为25℃，再加入常规方法中的普通生物复合酶，添加量为绝干纸浆重量150ppm，疏解时间15min，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kw/h，打浆浓度为4％，打浆至打浆度为30°SR，制得纸浆。通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机(辐宽2.4m，车速150m/min)中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
实施例1、实施例2、实施例3、实施例4分别与对照例1、对照例2、对照例3、对照例4相对应，但对照例中在磨浆过程中未加入本发明采用的复合生物酶剂，其余步骤相同与条件相同，对上述实施例、实施例5和对照例制得的原纸进行纸张物量指标进行统计，测得的纸张的物量指标如表1所示。
表1
对比实施例1与对照例1、实施例2与对照例2、实施例3与对照例3或实施例4与对照例4，在纸张定量相同的情况下(纸张定量在误差范围之内)，无论在哪种的纸张物量指标下，实施例中的数据均优于相等条件下常规方法制备的原纸。由此可以看出，在原纸磨浆的过程中，原纸磨浆过程添加复合生物酶剂，促进打(磨)浆过程中纤维的分丝和帚化，更易获得更高的打浆度，从而增强纤维之间的结合力，达到增强原纸性能、提高原纸品质的效果。对比实施例1、实施例2、实施例3和实施例4，可以看出，实施例3中优化了复合生物酶剂配比，且对浆料的打浆度进行了改进和优选，对纸张的性能提升最大，就可以达到较好的效果。
从表1中可以看出，实施例3中纸张物量指标与实施例5中的纸张物量指标相接近，且都优于实施例1、实施例2、和实施例4，并且实施例5的结果好于实施例3，由此可以看出，本发明在疏解的过程中还加入NaHCO3溶液至pH值8.0-8.5，一方便通过NaHCO3溶液调节合适的pH值使得复合生物酶剂的活性达到最好，另一方面通过NaHCO3使植物纤维润胀，进而优化纸张的物量指标。
对达到相同打浆度条件，磨浆时间进行统计，其结果如表2所示。
表2
从表2中可以看出，加入复合生物酶剂之后，在磨浆的其他条件一致时，达到一样的打浆度磨完一贮浆池的浆所需时间已经明显缩小。按每打完一浆池的浆需要时间缩小十分钟，工厂每天磨浆17次，双盘磨总的功率是270kw/h,如果按低峰期算，每天电费成本可以节省172.12元，如果按高峰期算，每天电费成本可以节省573.75元。由此可以看出本发明中的复合生物酶剂使磨浆变得更容易，明显缩短了磨浆时间，减少能源消耗，并降低了企业的生产成本，增加企业利润。
利用MORFI型纤维分析仪长度分析仪对实施例3、实施例5、实施例6、实施例7的纤维长度形态分布进行分析，其结果如附图1-4所示：
从图1-图4中看出，当添加不同配比的复合生物酶剂后，在其他条件一样的情况下，实施例3和实施例5中纤维长度大部分集中在0.6-2.5mm的区间内，实施例3中该区间内纤维长度所占比例为58.1％，实施例5中所占比例为58.9％，纤维的长度分布均匀；实施例6和实施例7的长度分布则集中在1.5-+∞mm的区间内，实施例6中该区间内纤维长度所占比例为70.6％，实施例7中所占比例为69.3％，长纤维占比较多，长度分布相对于实施例3和实施5来说较不均匀，且由于长纤维占比较多，使得成纸的强度开始下降。由此可以看出，实施例3和实施例5中复合生物酶剂的配比最优；对比图1和图2可以看出，实施例5相对于实施例3还在在疏解的过程中加入了NaHCO3溶液，相对于实施例3，图2中纤维长度在0.20-1.25mm的数量在减少，在0.20-0.40mm、0.40-0.60mm、0.60-0.90mm和0.90-1.25mm的纤维长度内，这四个长度区间相对于实施例3的图1的相应纤维长度分别减少了5.9％、3％、2.3％和0.7％，而纤维长度在1.25-3.5mm的数量在增加，1.25-1.50mm、1.50-2.00mm、2.00-2.50mm、2.50-3.00mm、3.00-3.50mm、3.50到+∞mm的范围内，这六个范围分别增加了0.9％、0.6％、2.3％、3.3％、2.9％和2.1％，由此可见，实施例5中纤维长度分布更加平衡和均匀，这是因为在疏解的过程中，NaHCO3溶液一方面调节了pH值，使得复合酶剂在合适的pH值内达到最优的活性，另一方面NaHCO3溶液使得植物纤维润胀，并且NaHCO3溶液在水中会缓慢释放CO2气体，CO2气体释放形成微小的曝气作用，促使单体的植物纤维分离，进一步的使得植物纤维的分丝和帚化，避免浆料纤维过度切断，优化纤维长度分布，使磨浆变得更容易。
综上所述，在加复合生物酶剂后进行磨浆，可以通过复合酶生物剂对纤维分解，不仅促进打(磨)浆过程中纤维的分丝和帚化，使磨浆变得更容易，避免浆料纤维过度切断，且实施例3中的纤维长度分布均匀，即相同打浆度时，纤维长度主要分布在0.6-2.5mm的区间之内，由此改善了纸浆中纤维形态，从而增强纤维之间的结合力；进一步地，实施例5中在疏解的过程中还加入浓度为0.1MoL/L的NaHCO3溶液至pH值为8.0-8.5，使得实施例5的纤维长度分布相对于实施例3来说更为均匀，进一步地优化纤维长度分布，增强纤维之间的结合力，达到增强原纸性能、提高原纸品质的效果，使原纸的纸张物量指标有明显的改善，实现制备高强度指标的亚克力板贴面保护原纸。
Claims (1)
1.一种亚克力板贴面保护原纸的制备方法，其特征在于：按下述步骤进行：按重量份取纤维素酶5份、果胶酶2份、木聚糖酶5份、烷基醇酰胺0.5份、司盘-60 0.3份、水83.2份，混合后制得复合生物酶剂，再将1.2份针叶木浆板与0.8份阔叶木浆板投入碎浆机，加入98份水，浆板溶解形成纸浆，水温为25℃，随后向原料溶液中添加相对绝干纸浆重量200ppm的复合生物酶剂进行疏解，疏解时间20min；在疏解的过程中还加入浓度为0.1mol /L的NaHCO3溶液至pH值为8.0-8.5，将疏解后浆料送入磨浆机中磨浆，磨浆总功率为270kW /h，打浆浓度为2％，打浆至打浆度为35°SR，制得纸浆；通过上述处理的纸浆按常规工艺进行后续操作，在纸浆的浓度稀释至0.4％后，在长网纸机中进行上网成型、盲孔压榨、单大缸干燥，制得纸页定量为30g/㎡±2g/㎡的成品。
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