CN109811593B - 甘醇环保纸及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于造纸技术，涉及一种甘醇环保纸及其生产方法。本发明的甘醇环保纸由面层、芯层和底层组成，其原料浆料为100%蔗渣浆，蔗渣浆，层间设置喷雾方式形成的淀粉层以提高层与层间的结合强度。能够采用100%蔗渣浆通过普通三叠长网多缸纸机生产高强度、高抗水性、高平整性、符合食品包装用原纸卫生标准要求的用于能满足经涂覆聚乳酸，啤切，制作纸杯、纸桶、纸餐盒、纸餐盘等纸制容器的加工过程和使用要求。
Description
技术领域
本发明属于造纸技术，涉及一种甘醇环保纸及其生产方法。
背景技术
当代造纸工业按照制浆原料来源不同，原生浆一般分为木浆和非木浆。我国非木材资源相对比较丰富，且蔗渣和稻麦草秸秆均是农业工业废弃物，有迫切的资源回收需求，当前我国非木材纤维约占我国原生浆生产的37%左右。现有市场销售和使用的食品包装用纸制容器的纸张产品，一般均使用或掺用木浆、竹浆纤维原料，需消耗树木和竹类植物，树木和竹类植物应用于造纸其生产周期长，易形成供不应求，也易造成对社会环境的破坏。目前蔗渣浆是以糖产业链的废物甘蔗渣为原料生产的纸浆，其资源丰富。如何采用100%蔗渣浆来正常生产出具有功能性要求的甘醇环保纸张产品，现有造纸工艺并无成熟的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺技术，能够采用100%蔗渣浆通过普通三叠长网多缸纸机生产高强度、高抗水性、高平整性、符合食品包装用原纸卫生标准要求的用于能满足经涂覆聚乳酸（简称PLA），啤切，制作纸杯、纸桶、纸餐盒、纸餐盘等纸制容器的加工过程和使用要求的甘醇环保纸及其生产方法。
本发明的甘醇环保纸由面层、芯层和底层组成，其原料浆料为100%蔗渣浆，蔗渣浆，层间设置喷雾方式形成的淀粉层以提高层与层间的结合强度。
所述蔗渣浆包括漂白蔗渣浆或未漂蔗渣浆。
所述面层和底层的纸浆均占绝干浆重量的20%~ 25%，芯层纸浆占绝干浆重量的50%~ 60%。
本发明的甘醇环保纸生产方法包括以下步骤：
1）制浆，将100%蔗渣浆经过粉碎机粉碎、磨浆机疏解、磨浆制成纸浆，纸浆原料的成浆游离度CSF控制在370mL~ 450mL，；
2）配料和上浆，按照面层、底层、芯层的蔗渣浆原料配比分别在各自的配料池配料，面层、底层纸浆分别占绝干浆重量的20%~ 25%；芯层纸浆占绝干浆重量的50%~ 60%；配料和上浆工序还依次加入湿增强剂、干增强剂、松香胶、硫酸铝和保留助剂；
3）抄造，配料后的三层浆料分三层进入具有三层网的长网纸机的网部进行抄造，各层间喷雾形成淀粉粘接层后复合、压榨；淀粉用量占绝干浆重量的1%~ 6%；
4）抄造后的半成品经前级的多组烘缸、二辊软压光机、施胶机、后级的多组烘缸、压光机、四辊软压光机加工后制成甘醇环保纸。
所述配料和上浆工序中，芯层的原料中加入占蔗渣浆重量0~ 40%的回纸浆，回纸浆不参与芯层浆料配比计算；所述回纸浆为生产甘醇环保纸整个工序中纸机自身回纸经粉碎、疏解磨浆至无纤维束后获得的纸浆。
所述配料和上浆工序中，物料配料依次经过配料池、抄前池和高位箱，物料上浆依次经过入口设置冲浆泵的除渣器和压力筛；在配料池加入聚酰胺环氧氯丙烷湿增强剂，用量为绝干浆重量的0.04%~ 0.12%，优选为0.08%~ 0.10%；聚丙烯酰胺造纸干增强剂，用量为绝干浆重量的0.04%~ 0.07%，在高位箱中添加松香胶，用量为绝干浆重量的0.5~ 1.5%；在冲浆泵入口加入硫酸铝，用量为绝干浆重量的0.4%~ 1.8%；在压力筛后加入聚丙烯酰胺保留助剂，用量为绝干浆重量的150ppm~ 300ppm。
所述抄造工序物料依次经过网前箱、具有喷雾装置的网部、压榨部；喷雾原料，由淀粉加水稀释成重量百分比5%~ 9%，喷雾压力0.02MPa~ 0.28MPa。
所述施胶机工序的表面施胶液原料组成为氧化淀粉和聚乙烯醇，聚乙烯醇用量占氧化淀粉的重量百分比为3%~ 6%，表面施胶液重量百分比浓度控制9%~ 14%，采用表面施胶压榨方式，上胶量4g/m2 ~.7g/m2，表面施胶液用量占绝干浆重量的2 % ~ 4%。
烘干后纸张水分重量含量6%~ 9%。
本发明的优点体现在：针对蔗渣浆难滤水的问题，采用具有三层网部的三叠长网多缸纸机，并且通过控制磨浆参数，以尽可能提高蔗渣浆的成浆游离度，实现蔗渣浆在网部脱水成形。其关键性能高松厚度指标方面，通过机内湿部的复合压榨和新增的2组软压光整饰，实现甘醇环保纸松厚度≥1.28cm3/g，正面平滑度≥8s。针对蔗渣浆强度低的问题，通过湿、干增强剂等化工原料添加，以及在网部增加喷雾装置及相应的喷雾工艺，可以达到产品内结合力≥200J/m2；在纸张表面进行表面施胶，使纸张表面强度（蜡棒值）≥14A，避免纸张表面掉毛掉粉现象。利用酸性强施胶工艺以提高纸张的抗渗透性能，吸水性22g/m2±3g/m2、边渗透≤1.5kg/m2，从而满足纸张经涂覆PLA，啤切，制作纸杯、纸桶、纸餐盒和纸餐盘等纸制容器的加工性能要求，同时也满足盛装水、食品等内容物时不渗漏、不漏水的产品性能需要。原料及化学添加剂、生产环节均按食品安全国家标准要求进行，使纸张的卫生指标达到《食品安全国家标准 食品接触用纸和纸板材料及制品》标准的要求。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺路线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1， 210g/m2甘醇环保纸生产步骤
1）制浆，将100%漂白蔗渣浆经过粉碎机粉碎、磨浆机疏解、磨浆制成纸浆，生产中尽可能提高成浆游离度，纸浆原料的成浆游离度CSF为390mL，回纸浆为纸机自身回纸经粉碎、疏解磨浆至无纤维束；
2）配料和上浆，按照面层、芯层、底层的原料配方分别在各自的配料池配料，面层和底层的原料组成及重量配比为漂白蔗渣浆100%，面层、底层纸浆分别占绝干浆重量的25%；芯层的原料组成及重量配比为漂白蔗渣浆70%，回纸浆30%，回纸浆不参与配比计算。芯层纸浆占绝干浆重量的50%；配料和上浆工序还依次加入湿增强剂、干增强剂、松香胶、硫酸铝和保留助剂；
3）抄造，配料后的三层浆料分三层进入网部进行抄造，各层间喷雾形成淀粉粘接层后复合、压榨；淀粉用量占绝干浆重量的3%；
4）抄造后的半成品经第1组~第7组烘缸、二辊软压光机、施胶机、第8组~第10组烘缸、压光机、四辊软压光机后制成甘醇环保纸。
该实施例中生产装置产能为100t/d。使用技改后的普通三叠长网多缸纸机并增加喷雾工艺装置进行生产，通过蔗渣浆粉碎→磨浆→配料→加入化学添加剂→上网→层间喷雾淀粉→网部脱水→压榨部→第1组~第7组烘缸→二辊软压光机→施胶机→第8组~第10组烘缸→压光机→四辊软压光机→卷取处理制成甘醇环保纸；生产主要工艺控制参数如下：
⑴重量份配方：
面、底层纸浆原料 均为漂白蔗渣浆250kg
芯层纸浆原料 漂白蔗渣浆350kg，回纸浆150kg
化学添加剂：聚酰胺环氧氯丙烷湿增强剂0.6kg（绝干）、聚丙烯酰胺造纸干增强剂0.6kg（绝干）、松香胶浆内施胶剂8kg（绝干）、硫酸铝12kg，聚丙烯酰胺保留助剂0.25kg。
⑵磨浆游离度CSF：漂白蔗渣浆390mL；
⑶层间喷雾淀粉：
喷雾用玉米淀粉325kg，用水稀释成重量百分比7%，喷淋管3支，喷雾压力：0.02MPa~0.26MPa，要求喷雾呈雾状，每支喷雾量2g/m2~3g/m2，淀粉用量占绝干浆重量的2.9%-4.3%。
〔4〕表面施胶液原料组成：
氧化淀粉550kg，聚乙烯醇18.75kg，用水稀释成重量百分比10%，采用表面施胶压榨方式，上胶量5g/m2，表面施胶液用量占绝干浆重量的2.4%；
甘醇环保纸成品的质量指标见表1：
表1 210g/m2甘醇环保纸成品的质量指标
| 序号 | 指标名称 | 检测数据 |
| 1 | 定量 | 214 g /m2 |
| 2 | 厚度 | 276 µm |
| 3 | 松厚度 | 1.29cm3/g |
| 4 | 抗张指数（纵向/横向） | 56.2/35.3 N.m/g |
| 5 | 表面强度（正面/反面 蜡棒值） | 16/16 A |
| 6 | 内结合力 | 200 J / m2 |
| 7 | 吸水性（正面/反面 Cobb60s） | 21.9/21.8 g /m2 |
| 8 | 边渗透 | 0.65 kg/m2 |
| 9 | 挺度(纵向/横向） | 103/67 mN |
| 10 | 耐折度（横向） | 19 次 |
| 11 | 平滑度（正面/反面） | 17/10 s |
| 12 | 亮度 | 76.7% |
| 13 | 水分 | 6.3 % |
实施例2， 300g/m2本色甘醇环保纸生产步骤
1）制浆，将100%未漂蔗渣浆经过粉碎机粉碎、磨浆机疏解、磨浆制成纸浆，生产中尽可能提高成浆游离度，纸浆原料的成浆游离度CSF为420mL，回纸浆为纸机自身回纸经粉碎、疏解磨浆至无纤维束；
2）配料和上浆，按照面层、底层、芯层的原料配方分别在各自的配料池配料，面层和底层的原料组成及重量配比为未漂蔗渣浆100%，面层、底层纸浆分别占绝干浆重量的20%；芯层的原料组成及重量配比为未漂蔗渣浆80%，回纸浆20%，回纸浆不参与配比计算。芯层纸浆占绝干浆重量的60%；配料和上浆工序还依次加入湿增强剂、干增强剂、松香胶、硫酸铝和保留助剂；
3）抄造，配料后的三层浆料分三层进入网部进行抄造，各层间喷雾形成淀粉粘接层后复合、压榨；淀粉用量占绝干浆重量的2%；
4）抄造后的半成品经第1组~第7组烘缸、二辊软压光机、施胶机、第8组~第10组烘缸、压光机、四辊软压光机后制成甘醇环保纸。
该实施例中生产装置产能为90t/d。使用技改后的普通三叠长网多缸纸机并增加喷雾工艺装置进行生产，通过甘蔗渣浆粉碎→磨浆→配料→加入化学添加剂→上网→层间喷雾淀粉→网部脱水→压榨部→第1组~第7组烘缸→二辊软压光机→施胶机→第8组~第10组烘缸→压光机→四辊软压光机→卷取处理制成甘醇环保纸；生产主要工艺控制参数如下：
⑴重量份配方：
面、底层纸浆原料 均为未漂蔗渣浆200kg
芯层纸浆原料 未漂蔗渣浆480kg，回纸浆120kg
化学添加剂：聚酰胺环氧氯丙烷湿增强剂0.4kg（绝干）、聚丙烯酰胺造纸干增强剂0.5kg（绝干）、松香胶浆内施胶剂12kg（绝干）、硫酸铝12kg，聚丙烯酰胺保留助剂0.25kg。
⑵磨浆游离度CSF：未漂蔗渣浆420mL；
⑶层间喷雾淀粉：
喷雾用玉米淀粉325kg，用水稀释成重量百分比7%，喷淋管3支，喷雾压力：0.02MPa~ 0.26MPa，要求喷雾呈雾状，每支喷雾量2g/m2~ 3g/m2，淀粉用量占绝干浆重量的2%~ 3%。
〔4〕表面施胶液原料组成：
氧化淀粉550kg，聚乙烯醇18.75kg，用水稀释成重量百分比12%，采用表面施胶压榨方式，上胶量6g/m2，表面施胶液用量占绝干浆重量的2%；
甘醇环保纸成品的质量指标见表2：
表2 300g/m2本色甘醇环保纸成品的质量指标
| 序号 | 指标名称 | 检测数据 |
| 1 | 定量 | 304 g /m2 |
| 2 | 厚度 | 395 µm |
| 3 | 松厚度 | 1.30cm3/g |
| 4 | 抗张指数（纵向/横向） | 65.6/41.3 N.m/g |
| 5 | 表面强度（正面/反面 蜡棒值） | 16/16 A |
| 6 | 内结合力 | 361 J / m2 |
| 7 | 吸水性（正面/反面 Cobb60s） | 24.8/23.3 g /m2 |
| 8 | 边渗透 | 0.81 kg/m2 |
| 9 | 挺度(纵向/横向） | 303/166 mN |
| 10 | 耐折度（横向） | 17 次 |
| 11 | 平滑度（正面/反面） | 8.3/2.3 s |
| 12 | 亮度 | 49.8 % |
| 13 | 水分 | 6.8 % |
实施例3， 250g/m2甘醇环保纸生产步骤
1）制浆，将100%漂白蔗渣浆经过粉碎机粉碎、磨浆机疏解、磨浆制成纸浆，生产中尽可能提高成浆游离度，纸浆原料的成浆游离度CSF为400mL，回纸浆为纸机自身回纸经粉碎、疏解磨浆至无纤维束；
2）配料和上浆，按照面层、底层、芯层的原料配方分别在各自的配料池配料，面层和底层的原料组成及重量配比为蔗渣浆100%，面层、底层纸浆分别占绝干浆重量的25%；芯层的原料组成及重量配比为蔗渣浆70%，回纸浆30%，回纸浆不参与配比计算。芯层纸浆占绝干浆重量的50%；配料和上浆工序还依次加入湿增强剂、干增强剂、松香胶、硫酸铝和保留助剂；
3）抄造，配料后的三层浆料分三层进入网部进行抄造，各层间喷雾形成淀粉粘接层后复合、压榨；淀粉用量占绝干浆重量的2.5%；
4）抄造后的半成品经第1组~第7组烘缸、二辊软压光机、施胶机、第8组~第10组烘缸、压光机、四辊软压光机后制成甘醇环保纸。
该实施例中生产装置产能为95t/d。使用技改后的普通三叠长网多缸纸机并增加喷雾工艺装置进行生产，通过漂白蔗渣浆粉碎→磨浆→配料→加入化学添加剂→上网→层间喷雾淀粉→网部脱水→压榨部→第1组~第7组烘缸→二辊软压光机→施胶机→第8组~第10组烘缸→压光机→四辊软压光机→卷取处理制成甘醇环保纸；生产主要工艺控制参数如下：
⑴重量份配方：
面、底层纸浆原料 均为漂白蔗渣浆250kg
芯层纸浆原料 漂白蔗渣浆350kg，回纸浆150kg
化学添加剂：聚酰胺环氧氯丙烷湿增强剂0.6kg（绝干）、聚丙烯酰胺造纸干增强剂0.6kg（绝干）、松香胶浆内施胶剂10kg（绝干）、硫酸铝12kg，聚丙烯酰胺保留助剂0.25kg。
⑵磨浆游离度CSF：漂白蔗渣浆400mL；
⑶层间喷雾淀粉：
喷雾用玉米淀粉325kg，用水稀释成重量百分比7%，喷淋管3支，喷雾压力：0.02MPa~ 0.26MPa，要求喷雾呈雾状，每支喷雾量2g/m2~ 3g/m2，淀粉用量占绝干浆重量的2.4%~3.6%。
〔4〕表面施胶液原料组成：
氧化淀粉550kg，聚乙烯醇18.75kg，用水稀释成重量百分比10%，采用表面施胶压榨方式，上胶量5g/m2，表面施胶液用量占绝干浆重量的2%；
甘醇环保纸成品的质量指标见表3：
表3 250g/m2甘醇环保纸成品的质量指标
| 序号 | 指标名称 | 检测数据 |
| 1 | 定量 | 252 g /m2 |
| 2 | 厚度 | 322 µm |
| 3 | 松厚度 | 1.28cm3/g |
| 4 | 抗张指数（纵向/横向） | 45.1/37.8 N.m/g |
| 5 | 表面强度（正面/反面 蜡棒值） | 14/14 A |
| 6 | 内结合力 | 238 J / m2 |
| 7 | 吸水性（正面/反面 Cobb60s） | 21.6/21.2 g /m2 |
| 8 | 边渗透 | 0.71 kg/m2 |
| 9 | 挺度(纵向/横向） | 164/95 mN |
| 10 | 耐折度（横向） | 4 次 |
| 11 | 平滑度（正面/反面） | 15/7 s |
| 12 | 亮度 | 76.9 % |
| 13 | 水分 | 7.2 % |
当生产进行时，将100%蔗渣浆依次经水力碎浆机分散，存于未叩池、经疏解、磨浆后储存于已叩池，按照配比将甘蔗渣浆和回纸浆放入配料池混合均匀，并同步加入聚酰胺环氧氯丙烷湿增强剂、聚丙烯酰胺造纸干增强剂，将配置好的混合浆料送入抄前池、高位箱，在高位箱中添加松香胶，浆料经高位箱到达冲浆泵，在冲浆泵入口加入硫酸铝，经过除渣器后，浆料进入压力筛，在压力筛出口加入聚丙烯酰胺保留助剂，浆料经网前箱和网部脱水成形，进行层间喷雾、进入压榨部、第1组~第7组烘缸、二辊软压光机、施胶机、第8组~第10组烘缸干燥，控制干燥温度为40℃~130℃，然后进入压光机、四辊软压光机、卷取工序，最后经分切、打包完成整理成纸张产品。上述的层间喷雾操作使用增设的喷雾装置进行，将玉米淀粉的水稀释液原物料通过过滤器后送入储存槽，启动泵将储存槽中物料送入喷淋管，通过各组喷嘴并经压缩空气加压，控制喷雾压力，对网部成形后复合前的纸页面层与芯层间和芯层与底层间，使喷嘴朝向芯层的纸页表面进行喷雾涂覆，要求喷雾呈雾状，喷淋管中未喷淋掉的喷淋物料经由回流管返回过滤器入口。
本发明实施例的产品，由于蔗渣浆比木浆、竹浆的原浆游离度低，难滤水，其核心技术是采用100%蔗渣浆通过设备的技改，满足产品生产时的网部脱水和纸机抄造需要，其关键性能高松厚度指标方面，由于采用本发明工艺方法在技改的普通三叠长网多缸纸机上，通过磨浆游离度控制，机内湿部的复合压榨和新增的2组软压光整饰，实现甘醇环保纸松厚度≥1.28cm3/g，正面平滑度≥8s。通过湿、干增强剂等化工原料添加，以及网部喷雾装置和表面施胶装置，达到产品内结合力≥200J/m2；表面强度（蜡棒值）≥14A；通过浆内酸性施胶工艺，使产品的吸水性22g/m2±3g/m2。边渗透≤1.5kg/m2，从而满足该产品后续涂覆PLA，啤切，制作纸杯、纸桶、纸餐盒、纸餐盘等纸制容器的加工性能要求，同时也满足盛装水、食品等内容物时不渗漏的产品性能需要，是新时代资源综合利用和循环经济的环境友好型产业链的代表，打造的是绿色新纸业。
Claims (5)
1.一种甘醇环保纸生产方法，其特征是，包括以下步骤：
1）制浆，将100%蔗渣浆经过粉碎机粉碎、磨浆机疏解、磨浆制成纸浆，纸浆原料的成浆游离度CSF控制在370mL~ 450mL；
2）配料和上浆，按照面层、底层、芯层的蔗渣浆原料配比分别在各自的配料池配料，面层、底层纸浆分别占绝干浆重量的20%~ 25%；芯层纸浆占绝干浆重量的50%~ 60%；配料和上浆工序还依次加入湿增强剂、干增强剂、松香胶、硫酸铝和保留助剂；
3）抄造，配料后的三层浆料分三层进入具有三层网的长网纸机的网部进行抄造，各层间喷雾形成淀粉粘接层后复合、压榨；淀粉用量占绝干浆重量的1%~ 6%；
4）抄造后的半成品经前级的1-7组烘缸、二辊软压光机、施胶机、后级的8-10组烘缸、压光机、四辊软压光机加工后制成甘醇环保纸；
所述配料和上浆工序中，物料配料依次经过配料池、抄前池和高位箱，物料上浆依次经过入口设置冲浆泵的除渣器和压力筛；在配料池加入聚酰胺环氧氯丙烷湿增强剂，用量为绝干浆重量的0.04%~ 0.12%，优选为0.08%~ 0.10%；聚丙烯酰胺造纸干增强剂，用量为绝干浆重量的0.04%~ 0.07%，在高位箱中添加松香胶，用量为绝干浆重量的0.5~ 1.5%；在冲浆泵入口加入硫酸铝，用量为绝干浆重量的0.4%~ 1.8%；在压力筛后加入聚丙烯酰胺保留助剂，用量为绝干浆重量的150ppm~ 300ppm；
所述抄造工序物料依次经过网前箱、具有喷雾装置的网部、压榨部；喷雾原料，由淀粉加水稀释成重量百分比5%~ 9%，喷雾压力0.02MPa~ 0.28MPa；
所述施胶机工序的表面施胶液原料组成为氧化淀粉和聚乙烯醇，聚乙烯醇用量占氧化淀粉的重量百分比为3%~ 6%，表面施胶液重量百分比浓度控制9%~ 14%，采用表面施胶压榨方式，上胶量4g/m2 ~7g/m2，表面施胶液用量占绝干浆重量的2 % ~ 4%。
2.根据权利要求1所述的甘醇环保纸生产方法，其特征是：所述配料和上浆工序中，芯层的原料中加入占蔗渣浆重量0~ 40%的回纸浆，回纸浆不参与芯层浆料配比计算；所述回纸浆为生产甘醇环保纸整个工序中纸机自身回纸经粉碎、疏解磨浆至无纤维束后获得的纸浆。
3.根据权利要求1所述的甘醇环保纸生产方法，其特征是：烘干后纸张水分重量含量6%~ 9%。
4.根据权利要求1所述的甘醇环保纸生产方法，其特征是：所述蔗渣浆包括漂白蔗渣浆或未漂蔗渣浆。
5.一种由权利要求1-4之一所述甘醇环保纸生产方法得到的甘醇环保纸。
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