CN109811581A - 用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入20‑30kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的3～15％的阻燃剂。本发明目的在于提供一种以竹材改善废纸抗压差、易折等缺陷；以废纸改善竹材纤维分布不均匀、利用率低等缺陷，弥补、改善废纸与竹材物理性能的一种用废纸、竹材制备的竹肋加强的复合包装材料的工艺。

Description

用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺

技术领域

本发明属于包装材料加工技术领域，尤其涉及用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺。

背景技术

废纸的大量产生，来自我们的日常生活，如家用电器、消费类食品、电子类产品，以及包装印刷行业产生的边角料废纸。我国的废纸回收再利用技术起步较晚，方式较为单一，部分废纸回收后作为造纸的原材料加以再利用，部分用以制造简单、粗糙的果托、蛋托之类的低档产品，废纸回收再利用技术没能在工业品包装和食品包装上得到更有效、更大量的应用，应用技术没能更进一步的突破，能带动废纸回收再利用产业化的龙头企业少之又少。

在我国，机电产品包装中，木材包装约占80％，每年消耗木材1000多万m3，占我国商品木材产量的1/6左右，而且大部分都是优质木材。为加快推进机电产品包装节材代木工作，节约优质木材，保护森林资源和生态环境，研究开发废纸回收再利用技术与装备，具有重要意义，既是建设资源节约型、环境友好型社会的要求，更是促进我国机电产品包装升级，加快与国际接轨的实际需要。

在我国，竹材人造板2008年产量已达300万m3，占全国人造板年产量的3％的左右。竹质人造板的开发，不仅使竹材得到大规模的工业利用，提高了竹材的使用价值，并在相当程度上缓解了我国木材的供需矛盾。但是，我们必须看到，竹材的资源利用率仍然偏低。我国竹材资源一次利用率水平大致在20～50％之间。如竹地板的竹材利用率只有20％左右，竹材水泥模板制造过程中的竹材利用率大约在50％左右，薄切微薄竹的竹材利用率大约只有15％左右，重组竹材的竹材利用大约在50-60％左右。竹材利用率低的原因一方面是由于竹杆自身结构所决定，另一方面与加工工艺和技术密切相关。竹材的利用效率低体现为产品的功能、价格比高，产品用途单一，同时也说明了产品结构上的不合理性。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺。

本发明所采用的技术方案为：用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：

S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入20-30kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；

S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的3～15％的阻燃剂、7～14％的防潮剂、2～12％的填充料、5～18％的防霉剂、1～5％的发泡剂，加温至40-90℃下搅拌均匀备用；

所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

S3、纸板成型：将混合纸浆注入平板模具中，在150-170℃条件下根据所需厚度、密度向下施压成型，脱模后烘干；

S4、制备竹肋；首先将整竹剖开、开条、开片，取得条状或片状竹蔑；再将条状或片状竹蔑在湿润、柔软的状态下放置在60℃-80℃之间的盐水中蒸煮，蒸煮时间3-4小时，蒸煮完成后取出清洗、风干，以竹条或竹片不发脆不易折断为宜；

S5、微波处理竹肋；将S3中得到的竹肋进行微波处理；

S6、将竹肋按一定的间隔比例悬空排列在平板模具上，在竹肋的上方放入钢丝网，再铺一层石英砂浆，并施以树脂基胶黏剂，将混合纸浆或混合竹浆或纸竹混合浆注入平板模具，待其自然干燥，并根据所需厚度向下施压，左右两侧同时施压成型，脱模后烘干成为竹肋加强板；

S7、后整理：将所得的纸板与竹肋加强板按所需裁切成相互匹配的规格，再通过高强度粘合剂进行施压粘合后，在单层密合板的竹肋加强板板面涂布上防水涂料。

优选地，所述步骤S4中，所述微波处理为采用连续式高强度微波处理设备对竹肋进行膨化处理，微波频率为0.1～24GHz，优选为915～2450MHz；微波源功率为1～300kW，优选为20～100kW的条件下处理1～180s，优选10～120s。

优选地，所述步骤S6中，所述树脂基胶黏剂优选为脲醛树脂、酚醛树脂或各类改性热固性树脂，其分子量为100～20000；所述生物基胶黏剂为植物胶黏剂或动物胶黏剂，其中：所述植物胶黏剂优选为大豆胶黏剂或淀粉胶黏剂；所述动物胶黏剂优选为各类动物蛋白胶黏剂。

优选地，所述步骤S2中，所述的抗氧化剂为茶多酚、植酸、生育酚、黄酮类物质中的一种或几种。

优选地，所述步骤S2中，所述的热稳定剂为环氧甘油酯、环氧脂肪酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述的抗菌剂为壳聚糖、羧甲基壳聚糖或纳米银。

优选地，所述步骤S2中，所述的分散剂为聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的任意两种。

优选地，所述步骤S2中，所述的载体为混合物载体，该混合物载体由按重量份数计的以下原料制备而成：聚烯烃20份，聚对苯二甲酸脂15份，聚酰胺树脂10份。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用的工艺流程简单，通过废纸与竹材物理特性互补，以竹材为肋以废纸、竹材或其混合浆为体进行良好的搭配，扬长避短，既充分保留了纸结构分子均匀，性能稳定，又融合了竹材韧性好、高强度、防静电、防虫等优良性能，不仅不会衍生有害副产物，而且成品可回收、可降解、再利用，环保、抗压性能优异，符合机电类产品的外包装要求；

2、采用此工艺配方，可以针对包装产品重量、大小、防护级数等，采用单层或多层的自由胶合，使产品的适用范围得到有效的扩大，可选择的范围更广。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例1

用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：

S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入20kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；

S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的3％的阻燃剂、7％的防潮剂、2％的填充料、5％的防霉剂、1％的发泡剂，加温至40℃下搅拌均匀备用；

所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

S3、纸板成型：将混合纸浆注入平板模具中，在150℃条件下根据所需厚度、密度向下施压成型，脱模后烘干；

S4、制备竹肋；首先将整竹剖开、开条、开片，取得条状或片状竹蔑；再将条状或片状竹蔑在湿润、柔软的状态下放置在60℃之间的盐水中蒸煮，蒸煮时间3小时，蒸煮完成后取出清洗、风干，以竹条或竹片不发脆不易折断为宜

S5、微波处理竹肋；将S3中得到的竹肋进行微波处理；

S6、将竹肋按一定的间隔比例悬空排列在平板模具上，在竹肋的上方放入钢丝网，再铺一层石英砂浆，并施以树脂基胶黏剂，将混合纸浆或混合竹浆或纸竹混合浆注入平板模具，待其自然干燥，并根据所需厚度向下施压，左右两侧同时施压成型，脱模后烘干成为竹肋加强板；

S7、后整理：将所得的纸板与竹肋加强板按所需裁切成相互匹配的规格，再通过高强度粘合剂进行施压粘合后，在单层密合板的竹肋加强板板面涂布上防水涂料。

实施例2

用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：

S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入22kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；

S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的9％的阻燃剂、10％的防潮剂、8％的填充料、8％的防霉剂、2％的发泡剂，加温至50℃下搅拌均匀备用；

所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

S3、纸板成型：将混合纸浆注入平板模具中，在155℃条件下根据所需厚度、密度向下施压成型，脱模后烘干；

S4、制备竹肋；首先将整竹剖开、开条、开片，取得条状或片状竹蔑；再将条状或片状竹蔑在湿润、柔软的状态下放置在65℃之间的盐水中蒸煮，蒸煮时间3.4小时，蒸煮完成后取出清洗、风干，以竹条或竹片不发脆不易折断为宜；

S5、微波处理竹肋；将S3中得到的竹肋进行微波处理；

S6、将竹肋按一定的间隔比例悬空排列在平板模具上，在竹肋的上方放入钢丝网，再铺一层石英砂浆，并施以树脂基胶黏剂，将混合纸浆或混合竹浆或纸竹混合浆注入平板模具，待其自然干燥，并根据所需厚度向下施压，左右两侧同时施压成型，脱模后烘干成为竹肋加强板；

S7、后整理：将所得的纸板与竹肋加强板按所需裁切成相互匹配的规格，再通过高强度粘合剂进行施压粘合后，在单层密合板的竹肋加强板板面涂布上防水涂料。

实施例3

用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：

S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入25kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；

S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的9％的阻燃剂、10％的防潮剂、8％的填充料、12％的防霉剂、3％的发泡剂，加温至60℃下搅拌均匀备用；

所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

S3、纸板成型：将混合纸浆注入平板模具中，在160℃条件下根据所需厚度、密度向下施压成型，脱模后烘干；

S4、制备竹肋；首先将整竹剖开、开条、开片，取得条状或片状竹蔑；再将条状或片状竹蔑在湿润、柔软的状态下放置在70℃之间的盐水中蒸煮，蒸煮时间3.5小时，蒸煮完成后取出清洗、风干，以竹条或竹片不发脆不易折断为宜；

S5、微波处理竹肋；将S3中得到的竹肋进行微波处理；

S6、将竹肋按一定的间隔比例悬空排列在平板模具上，在竹肋的上方放入钢丝网，再铺一层石英砂浆，并施以树脂基胶黏剂，将混合纸浆或混合竹浆或纸竹混合浆注入平板模具，待其自然干燥，并根据所需厚度向下施压，左右两侧同时施压成型，脱模后烘干成为竹肋加强板；

S7、后整理：将所得的纸板与竹肋加强板按所需裁切成相互匹配的规格，再通过高强度粘合剂进行施压粘合后，在单层密合板的竹肋加强板板面涂布上防水涂料。

实施例4

用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：

S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入27kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；

S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的12％的阻燃剂、10％的防潮剂、9％的填充料、15％的防霉剂、4％的发泡剂，加温至80℃下搅拌均匀备用；

所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

S3、纸板成型：将混合纸浆注入平板模具中，在165℃条件下根据所需厚度、密度向下施压成型，脱模后烘干；

S4、制备竹肋；首先将整竹剖开、开条、开片，取得条状或片状竹蔑；再将条状或片状竹蔑在湿润、柔软的状态下放置在75℃之间的盐水中蒸煮，蒸煮时间3.8小时，蒸煮完成后取出清洗、风干，以竹条或竹片不发脆不易折断为宜；

S5、微波处理竹肋；将S3中得到的竹肋进行微波处理；

S6、将竹肋按一定的间隔比例悬空排列在平板模具上，在竹肋的上方放入钢丝网，再铺一层石英砂浆，并施以树脂基胶黏剂，将混合纸浆或混合竹浆或纸竹混合浆注入平板模具，待其自然干燥，并根据所需厚度向下施压，左右两侧同时施压成型，脱模后烘干成为竹肋加强板；

S7、后整理：将所得的纸板与竹肋加强板按所需裁切成相互匹配的规格，再通过高强度粘合剂进行施压粘合后，在单层密合板的竹肋加强板板面涂布上防水涂料。

实施例5

用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：

S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入30kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；

S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的15％的阻燃剂、14％的防潮剂、12％的填充料、18％的防霉剂、5％的发泡剂，加温至90℃下搅拌均匀备用；

所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

S3、纸板成型：将混合纸浆注入平板模具中，在170℃条件下根据所需厚度、密度向下施压成型，脱模后烘干；

S4、制备竹肋；首先将整竹剖开、开条、开片，取得条状或片状竹蔑；再将条状或片状竹蔑在湿润、柔软的状态下放置在80℃之间的盐水中蒸煮，蒸煮时间4小时，蒸煮完成后取出清洗、风干，以竹条或竹片不发脆不易折断为宜

S5、微波处理竹肋；将S3中得到的竹肋进行微波处理；

S6、将竹肋按一定的间隔比例悬空排列在平板模具上，在竹肋的上方放入钢丝网，再铺一层石英砂浆，并施以树脂基胶黏剂，将混合纸浆或混合竹浆或纸竹混合浆注入平板模具，待其自然干燥，并根据所需厚度向下施压，左右两侧同时施压成型，脱模后烘干成为竹肋加强板；

S7、后整理：将所得的纸板与竹肋加强板按所需裁切成相互匹配的规格，再通过高强度粘合剂进行施压粘合后，在单层密合板的竹肋加强板板面涂布上防水涂料。

本发明采用的工艺流程简单，通过废纸与竹材物理特性互补，以竹材为肋以废纸、竹材或其混合浆为体进行良好的搭配，扬长避短，既充分保留了纸结构分子均匀，性能稳定，又融合了竹材韧性好、高强度、防静电、防虫等优良性能，不仅不会衍生有害副产物，而且成品可回收、可降解、再利用，环保、抗压性能优异，符合机电类产品的外包装要求。采用此工艺配方，可以针对包装产品重量、大小、防护级数等，采用单层或多层的自由胶合，使产品的适用范围得到有效的扩大，可选择的范围更广。

为了检验本发明中用废纸、木竹材料制备包装材料的效果，将本发明生产的用废纸、木竹材料制备包装材料与市面上普通的包装材料作为实验组，选取40个采用废纸、木竹材料制备包装材料和40个普通的包装材料，然后进行如下实验。

	3米高度跌落	表面均匀喷水20ml	韧性检测	甲醛检测
					实施例1	无裂纹	渗水1cm	弯曲19°断裂	无甲醛
实施例2	1处裂纹	渗水0.5cm	弯曲18°断裂	无甲醛
					实施例3	无裂纹	无渗水	弯曲30°断裂	无甲醛
实施例4	无裂纹	渗水0.5cm	弯曲15°断裂	无甲醛
					实施例5	2处裂纹	渗水1cm	弯曲12°断裂	无甲醛
普通的包装材料	5处裂纹	渗水5cm	弯曲10°断裂	有甲醛

由上述实验数据可知，本方案用废纸、木竹材料制备包装材料的抗摔能力明显高于市面上普通的包装材料的水平，采用实施例3的增强型天然纤维抗摔能力最强，具有良好的应用前景。

以上对本发明的5个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，其特征在于，所述制备包装材料的工艺包括以下步骤：

S1、废纸预处理：首先将回收的废纸中的杂质清除干净，对清理后的废纸进行脱墨并使用制浆法制造纸原料浆，用粉碎机将麻纤维、椰棕纤维和色母粒粉碎，每吨纸原料浆中加入20-30kg粉碎后的麻纤维、椰棕纤维和色母粒，备用；

S2、制备混合纸浆：向S1中制备纸原料浆内加入按废纸重量的3～15％的阻燃剂、7～14％的防潮剂、2～12％的填充料、5～18％的防霉剂、1～5％的发泡剂，加温至40-90℃下搅拌均匀备用；

所述的色母粒按重量份数计：由载体60份，色粉15份，分散剂15份，热稳定剂4份，抗菌剂4份，抗氧化剂4份，添加剂3份构成；

S3、纸板成型：将混合纸浆注入平板模具中，在150-170℃条件下根据所需厚度、密度向下施压成型，脱模后烘干；

S4、制备竹肋；首先将整竹剖开、开条、开片，取得条状或片状竹蔑；再将条状或片状竹蔑在湿润、柔软的状态下放置在60℃-80℃之间的盐水中蒸煮，蒸煮时间3-4小时，蒸煮完成后取出清洗、风干，以竹条或竹片不发脆不易折断为宜；

S5、微波处理竹肋；将S3中得到的竹肋进行微波处理；

S6、将竹肋按一定的间隔比例悬空排列在平板模具上，在竹肋的上方放入钢丝网，再铺一层石英砂浆，并施以树脂基胶黏剂，将混合纸浆或混合竹浆或纸竹混合浆注入平板模具，待其自然干燥，并根据所需厚度向下施压，左右两侧同时施压成型，脱模后烘干成为竹肋加强板；

S7、后整理：将所得的纸板与竹肋加强板按所需裁切成相互匹配的规格，再通过高强度粘合剂进行施压粘合后，在单层密合板的竹肋加强板板面涂布上防水涂料。

2.根据权利要求1所述的用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，其特征在于，所述步骤S4中，所述微波处理为采用连续式高强度微波处理设备对竹肋进行膨化处理，微波频率为0.1～24GHz，优选为915～2450MHz；微波源功率为1～300kW，优选为20～100kW的条件下处理1～180s，优选10～120s。

3.根据权利要求1所述的用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，其特征在于，所述步骤S6中，所述树脂基胶黏剂优选为脲醛树脂、酚醛树脂或各类改性热固性树脂，其分子量为100～20000；所述生物基胶黏剂为植物胶黏剂或动物胶黏剂，其中：所述植物胶黏剂优选为大豆胶黏剂或淀粉胶黏剂；所述动物胶黏剂优选为各类动物蛋白胶黏剂。

4.根据权利要求1所述的用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述的抗氧化剂为茶多酚、植酸、生育酚、黄酮类物质中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述的热稳定剂为环氧甘油酯、环氧脂肪酯、硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述的抗菌剂为壳聚糖、羧甲基壳聚糖或纳米银。

6.根据权利要求1所述的用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述的分散剂为聚乙烯蜡、乙烯-醋酸乙烯蜡、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的任意两种。

7.根据权利要求1所述的用废纸、木竹材料制备包装材料的工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述的载体为混合物载体，该混合物载体由按重量份数计的以下原料制备而成：聚烯烃20份，聚对苯二甲酸脂15份，聚酰胺树脂10份。