CN109811585A - 一种提高箱板纸强度性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高箱板纸强度性能的方法，所述方法为在充分浸泡、分散后的废纸浆中加入γ‑戊内酯处理，处理的浆料用热水洗涤干净，然后抄造纸张；所述γ‑戊内酯的用量为0.5‑1g/g绝干浆，处理条件为：液比1∶8‑12，温度60‑100℃，处理时间1‑3h。本发明采用γ‑戊内酯来对废纸浆纤维进行处理，可以有效的增强纤维间的结合力，最终达到提高废纸浆成纸强度性能的目的。并且本发明所使用的γ‑戊内酯为生物质基产品，无毒，可降解，对环境友好，无污染，可以作为新型的造纸处理剂使用。

Description

一种提高箱板纸强度性能的方法
技术领域
本发明涉及制浆与造纸技术领域，具体涉及一种提高箱板纸强度性能的方法。
背景技术
箱板纸是一种重要的包装材料，广泛应用于各类商品的包装、运输。随着日常消费品(特别是大宗家具家电)用量的增加，人们对包装材料的数量和质量都有了更高的要求。目前，箱板纸中二次纤维的比例高达80％以上，由于二次纤维成分复杂，含有大量的细小纤维组分和阴离子杂质，在干燥过程中发生的不可逆角质化，极大地降低了成纸强度。造纸中常用阳离子淀粉和阳离子聚丙烯酰胺等增强剂来提高成纸强度性能，但这一类增强剂的使用容易引起阴离子垃圾的干扰，还会对抄纸过程带来一定的负面影响，如BOD含量增加，网部沉积物增多、成纸匀度变差等。因此，如何提高箱板纸强度、维持稳定的生产质量是改善包装纸企业竞争力的重要途径。
γ-戊内酯作为生物质基平台化合物分子可由纤维素和半纤维素催化转化而成，具有无毒、可生物降解的特性。其物理化学性质包括分子量100g/mol，密度1.05g/mL，熔点-31℃，沸点207℃，与水以任意比例互溶。同时，γ-戊内酯的独特气味使其非常容易检测泄露，非常适用于规模化储存、运输和使用。目前γ-戊内酯的主要应用包括用作汽油、柴油等燃料的添加剂，制备液体燃料，作为中间产物或溶剂用于化工和制药行业，还可以用于制备如生物质基尼龙等高分子材料。但是关于其对箱板纸强度性能的影响目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高箱板纸强度性能的方法，该方法能够改善纤维质量，提高纤维间结合力，改善箱板纸强度性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种提高箱板纸强度性能的方法，所述方法为在充分浸泡、分散后的废纸浆中加入γ-戊内酯处理，处理的浆料用热水洗涤干净，然后抄造纸张；所述γ-戊内酯的用量为0.5-1g/g绝干浆(是指γ-戊内酯用量与废纸浆的绝干质量之比为0.5-1∶1)，处理条件为：液比1∶8-12，温度60-100℃，处理时间1-3h。所述处理条件优选为：液比1∶10，温度80℃，处理时间2h。
其中，液比：一定质量浆水混合体系中固形物质量(g)与液体体积(mL)之比。
其中，绝干浆：不含任何水分的浆料，是制浆造纸工业物料计算的基准之一，本发明中指代废纸浆的绝干质量。
优选地，本发明所述强度性能包括抗张强度、环压强度、撕裂强度、耐破强度和耐折度。
优选地，所述废纸浆为脱墨流程后所得纸浆，但不限于此，比如机械浆、化学机械浆等强度较差的纸浆，凡是需要提高纸张强度的纸浆均落入本发明的保护范围。
优选地，在γ-戊内酯处理废纸浆过程中，每隔15min揉搓一次浆料，保证γ-戊内酯与浆料充分混合。
优选地，用于洗涤浆料的热水温度为70-80℃。
本发明具有如下优点：
本发明首次提出了采用γ-戊内酯来对废纸浆纤维进行处理，可以有效的增强纤维间的结合力，最终达到提高废纸浆成纸强度性能的目的。并且本发明所使用的γ-戊内酯为生物质基产品，无毒，可降解，对环境友好，无污染，可以作为新型的造纸处理剂使用。
具体实施方式
下面将通过具体实施例来对本发明进行进一步的解释，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
如无特殊说明，本发明采用各种方法均为常规的方法，各种材料和试剂均能通过商业的途径获得。
实施例中具体的抄纸的条件为：
按照纸张定量100g/m2称取一定的浆料，用纤维疏解器分散6000转，然后采用凯赛抄片器进行抄纸。将所得纸张放入恒温恒湿室中(温度23℃，空气湿度50％RH)平衡水分24h，然后按照相应的国家标准进行强度性能检测。试验所涉及的强度性能包括抗张强度、环压强度、撕裂强度、耐破强度和耐折度，分别用抗张指数(N·m/g)、环压强度指数(N·m/g)、撕裂指数(mN·m2/g)、耐破指数(kPa·m2/g)和耐折度(次)来表示。
实施例1
一种提高箱板纸强度性能的方法，所述方法为在充分浸泡、分散后的废纸浆中加入γ-戊内酯处理，在γ-戊内酯处理废纸浆过程中，每隔15min揉搓一次浆料，保证γ-戊内酯与浆料充分混合。处理的浆料用温度70℃热水洗涤干净，然后抄造纸张；所述γ-戊内酯的用量为0.5g/g绝干浆，处理条件为：液比1∶10，温度80℃，处理时间2h。
实施例2
一种提高箱板纸强度性能的方法，所述方法为在充分浸泡、分散后的废纸浆中加入γ-戊内酯处理，在γ-戊内酯处理废纸浆过程中，每隔15min揉搓一次浆料，保证γ-戊内酯与浆料充分混合。处理的浆料用温度70℃热水洗涤干净，然后抄造纸张；所述γ-戊内酯的用量为1g/g绝干浆，处理条件为：液比1∶10，温度80℃，处理时间2h。
实施例3
一种提高箱板纸强度性能的方法，所述方法为在充分浸泡、分散后的废纸浆中加入γ-戊内酯处理，在γ-戊内酯处理废纸浆过程中，每隔15min揉搓一次浆料，保证γ-戊内酯与浆料充分混合。处理的浆料用温度80℃热水洗涤干净，然后抄造纸张；所述γ-戊内酯的用量为0.8g/g绝干浆，处理条件为：液比1∶10，温度80℃，处理时间2h。
实施例4
处理条件为：液比1∶8，温度100℃，处理时间1h，其余步骤同实施例1。
实施例5
处理条件为：液比1∶12，温度60℃，处理时间3h，其余步骤同实施例1。
实施例6
处理条件为：液比1∶8，温度100℃，处理时间3h，其余步骤同实施例1。
实施例7
处理条件为：液比1∶8，温度100℃，处理时间1h，，其余步骤同实施例2。
实施例8
处理条件为：液比1∶12，温度60℃，处理时间3h，其余步骤同实施例2。
实施例9
处理条件为：液比1∶8，温度100℃，处理时间3h，其余步骤同实施例2。
实施例10
处理条件为：液比1∶8，温度100℃，处理时间1h，其余步骤同实施例3。
实施例11
处理条件为：液比1∶12，温度60℃，处理时间3h，其余步骤同实施例3。
实施例12
处理条件为：液比1∶8，温度100℃，处理时间3h，其余步骤同实施例4。
对比例1
对于充分浸泡、分散后的废纸浆中不加入γ-戊内酯直接进行抄纸。
分别按照实施例1-3和对比例1的方法，按照纸张定量100g/m2进行抄纸，抄造方法相同，然后对抄造的纸张进行检测，具体的检测结果见表1-3。
表1实施例1和对比例所得纸张的强度性能对比数据
对比例 实施例1 提高率
抗张指数(N·m/g) 32.0 35.8 11.7％
环压强度指数(N·m/g) 7.52 8.66 15.2％
撕裂指数(mN·m<sup>2</sup>/g) 5.32 6.03 13.4％
耐破指数(kPa·m<sup>2</sup>/g) 1.33 1.55 16.5％
耐折度(次) 6 8 33.3％
表2实施例2和对比例所得纸张的强度性能对比数据
表3实施例3和对比例所得纸张的强度性能对比数据
对比例 实施例2 提高率
抗张指数(N·m/g) 32.0 36.0 12.5％
环压强度指数(N·m/g) 7.52 8.94 18.9％
撕裂指数(mN·m<sup>2</sup>/g) 5.32 6.11 14.8％
耐破指数(kPa·m<sup>2</sup>/g) 1.33 1.60 20.3％
耐折度(次) 6 9 50.0％
对于实施例4-6，上述强度性能指标提高率与实施例1的差异不显著，同样，实施例7-9中的上述强度性能指标提高率与实施例2的差异不显著，实施例10-12中的上述强度性能指标提高率与实施例3的差异不显著。
综上，从以上对比数据可以看出，本发明提出的采用γ-戊内酯处理废纸浆可显著提高成纸的强度性能。
并且发明人还对通过对其保水值的测定(保水值增加，说明纤维内部的氢键被部分打开，起到改善纤维间结合力的效果)得出γ-戊内酯主要是通过润胀纤维，增强纤维间的结合力而起作用的，因此不会对其它化学品产生负作用，比如在用γ-戊内酯处理废纸浆后再对纸张用淀粉进行表面施胶，两者之间均不会造成影响，可见，这种方法具有较高的应用价值。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种提高箱板纸强度性能的方法，其特征在于，所述方法为在充分浸泡、分散后的废纸浆中加入γ-戊内酯处理，处理的浆料用热水洗涤干净，然后抄造纸张；所述γ-戊内酯的用量为0.5-1g/g绝干浆，处理条件为：液比1∶8-12，温度60-100℃，处理时间1-3h。
2.根据权利要求1所述的提高箱板纸强度性能的方法，其特征在于，处理条件为：液比1∶10，温度80℃，处理时间2h。
3.根据权利要求1所述的提高箱板纸强度性能的方法，其特征在于，所述强度性能包括抗张强度、环压强度、撕裂强度、耐破强度和耐折度。
4.根据权利要求1所述的提高箱板纸强度性能的方法，其特征在于，所述废纸浆为脱墨流程后所得纸浆。
5.根据权利要求1所述的提高箱板纸强度性能的方法，其特征在于，在γ-戊内酯处理废纸浆过程中，每隔15min揉搓一次浆料，保证γ-戊内酯与浆料充分混合。
6.根据权利要求1所述的提高箱板纸强度性能的方法，其特征在于，用于洗涤浆料的热水温度为70-80℃。
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