CN110512468A - 一种瓦楞纸板用纸浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

瓦楞纸生产领域，更具体地说，它涉及一种瓦楞纸板用纸浆及其制备方法：包括以下质量份的组分：主体水1500‑1600份、主体粉450‑530份、载体水680‑750份、载体粉200‑250份、氢氧化钠110‑130份、架桥剂10‑15份、安定剂5‑8份、硼砂3‑5份。本发明具有以下有益效果：其一，原料成本低廉，容易获得，并且其本身是作为糖厂和水果加工厂的废料，将废料重新回收使用；其二，所制得的纸板粘结性好；其三，制备时间短，能够在产业上使用，降低生产商生产成本。

Description

一种瓦楞纸板用纸浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及瓦楞纸生产领域，更具体地说，它涉及一种瓦楞纸板用纸浆及其制备方法。
背景技术
瓦楞纸箱是一种应用最广的包装制品，用量一直是各种包装制品之首。半个多世纪以来，瓦楞纸箱以其优越的使用性能和良好的加工性能逐渐取代了木箱等运输包装容器，成为运输包装的主力军。它除了保护商品、便于仓储、运输之外，还起到美化商品，宣传商品的作用。瓦楞纸箱属于绿色环保产品，它利于环保，利于装卸运输。
瓦楞纸板的制作方法通常为:土法草浆和废纸经打浆，制成类似黄纸板的原纸板，再机械加工使轧成瓦楞状。但是这种方法制得的瓦楞纸的纸浆普遍存在纤维之间粘合强度不高的情况。
因此，有必要设计一种瓦楞纸板用纸浆以克服上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种瓦楞纸板用纸浆。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种瓦楞纸板用纸浆，其特征在于，包括以下质量份的组分：主体水1500-1600份、主体粉450-530份、载体水680-750份、载体粉200-250份、氢氧化钠110-130份、架桥剂10-15份、安定剂5-8份、硼砂3-5份；所述主体粉，其制备方法如下：取蔗渣50-80份、菠萝叶20-35份，用机器切碎，然后加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液200-250份，升温至70-80℃，反应30-45min后过滤，所得固体按1:(8-10)的质量份比与水混合后，在0.12-0.16MPa、150℃的反应釜中加热120s，过滤，所得滤渣用第一复合酶液浸没，在30-35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至200-250目，即得所述主体粉；
所述载体粉，其制备方法如下：取菠萝果渣和20％氢氧化钠溶液按1：(5-6)的质量比混合，升温至70-80℃，反应30-45min后过滤，所得固体用清水清洗3-4次后，填加第二复合酶液浸没固体，在30-35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至100-130目，即得所述载体粉。
通过采用上述技术方案，蔗渣和菠萝叶内含有大量可以用于造纸的长纤维，且原料廉价易得，采有蔗渣和菠萝叶制作纸浆，不仅能生产出质量较好的瓦楞纸原纸板，还能够有效利用制糖厂与水果加工厂所产生的一些废料，有利于构建和谐环保的社会。菠萝果渣中，主要用于造纸的成分是一些粗短的纤维，这些粗短的纤维能够增加所制作的瓦楞纸的结构强度。架桥剂主要是有利于纸浆中纤维素三级结构的形成，使得多个不同长短的纤维素相互交联，相互折叠，进一步加强瓦楞纸原纸板的粘结性能。安定剂的主要作用为降解水体中的残氯、稳定水体中的Ph，同时降解水体中的总硬度，有利于得到质量更加优良的瓦楞原纸板。对载体粉和主体粉的进行碱处理以及酶处理，能够去除一些关于纸浆性能的组分。硼砂的作用除了一般的杀菌，还具有提升纸浆制纸时干燥的速度。载体粉中的纤维多为粗短的纤维，而主体粉中的纤维较长，两者配合使用，保证瓦楞纸原纸板韧性的同时，能够增强瓦楞纸原纸板的粘结强度。
本发明进一步设置为：所述主体水和所述载体水均为普通自来水。
通过采用上述技术方案，普通的自来水廉价易得，可以及时补充，且能够满足普通造纸的对水质的需求
本发明进一步设置为：所述架桥剂为聚乙二醇、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、1,4-丁二胺三者按1:3:3的质量比混合而得。
通过采用上述技术方案，纤维素中，含有大量的醇羟基，其中每个单体中的六号碳原子上的醇羟基为伯醇，其与架桥剂的反应活性最好，架桥剂选用聚乙二醇、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、1,4-丁二胺三者按1:3:3的质量比复配，主要是经试验发现本配方加入这样一种配比的架桥剂，所生产出的瓦楞纸原纸浆具有较好的粘结性能。聚乙二醇能够与纤维素之间形成一定量的醚键，并把不同的纤维素连接在一起。二丙烯酸-1，4-丁二醇酯则可以形成一定的置换反应，其链长较短，两头都能够与同一纤维素分子连接，增强纤维素分子的抗撕裂的性能。而1,4-丁二胺能够帮助纤维素与纤维素之间通过氢键连接在一起，这样一种连接是一种较为柔性的连接。三种交联剂按比例复配使用，能够整体增强配方所制得瓦楞纸原纸板的粘结强度。
本发明进一步设置为：所述第一复合酶溶液为果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶按照3:5:1的质量比混合而得，其中，果胶酶的酶活为3.0u/ml，淀粉酶的酶活为4.5u/ml，半纤维素的酶活为2.5u/ml。
通过采用上述技术方案，果胶酶能够分解蔗渣和菠萝叶中的果胶，淀粉酶主要用于分解蔗渣中残留的淀粉类物质，半纤维素酶主要用于将构成植物细胞壁的多糖类物质分解，这些酶的复配配比，主要是根据实际使用中的效果进行的，另一方面也考量蔗渣和菠萝叶中的主要成分，这样一种配比的第一复合酶溶液酶解效果好，所得的主体粉均匀稳定，能够较好地被使用。
本发明进一步设置为：所述第二复合酶溶液为果胶酶溶液、淀粉酶溶液、半纤维素酶溶液按5:2:1的质量比混合而得，其中，果胶酶的酶活为3.0u/ml，淀粉酶的酶活为4.5u/ml，半纤维素的酶活为2.5u/ml。
通过采用上述技术方案，果胶酶能够分解菠萝果渣中的残留的果胶，而淀粉酶能够使得菠萝果渣中残留的淀粉被充分分解，半纤维素酶能够分解植物细胞壁的多糖类物质，菠萝果渣中，果胶含量较多，果胶会对所制得的瓦楞纸原纸板造成不利影响，主要体现在使纸张变脆，所以需要在原料处理时将其分解，第二复合酶溶液的配比是根据菠萝果渣中。
本发明的第二发明目的，在于提供一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，包括以下步骤：在反应釜中添加载体水，升温至43℃-50℃，加入载体粉，搅拌45-70s，第一次加氢氧化钠5-8份，搅拌240-330s，加入主体水，将温度调整至48℃-56℃，加入主体粉和架桥剂，搅拌45-60s，第二次加入氢氧化钠20-22份，搅拌280-360s，第三次加入氢氧化钠75-85份，搅拌750-850s，第四次加入氢氧化钠10-15份，一并加入安定剂，搅拌230-300s，加入硼砂，搅拌260-340s，即得瓦楞纸纸浆。
通过采用上述技术方案，这样制备出来的纤维素具有粘结性好，强度高，干燥迅速，能够在产业上大量使用。而且该制备方法下，制备迅速，能够在一小时内完成纸浆的制备，能够提高实际生产中的效率。
本发明进一步设置为：所述氢氧化钠在每次填加时，按质量配比1:5配置成水溶液后再作相应添加。
通过采用上述技术方案，直接往反应釜中添加氢氧化钠会导致局部过热的现象，破坏纤维素成型，固需配成溶液后添加。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一，原料成本低廉，容易获得，并且其本身是作为糖厂和水果加工厂的废料，将废料重新回收使用；
其二，所制得的纸板粘结性好；
其三，制备时间短，能够在产业上使用，降低生产商生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1
一种瓦楞纸板用纸浆，包括以下质量份的组分：主体水1500份、主体粉450份、载体水680份、载体粉200份、氢氧化钠110份、架桥剂12份、安定剂8份、硼砂5份；
主体粉，其制备方法如下：取蔗渣50份、菠萝叶20份，用机器切碎，然后加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液200份，升温至80℃，反应30min后过滤，所得固体按1:8的质量份比与水混合后，在0.12-0.16MPa、150℃的反应釜中加热120s，过滤，所得滤渣用第一复合酶液浸没，在30℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，使得酶灭火，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至250目，即得主体粉；
载体粉，其制备方法如下：取菠萝果渣和20％氢氧化钠溶液按1：5的质量比混合，升温至80℃，反应45min后过滤，所得固体用清水清洗4次后，填加第二复合酶液浸没固体，在30-35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至100-130目，即得载体粉。
其中，前述的主体水和载体水均为普通自来水。前述的架桥剂为聚乙二醇、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、1,4-丁二胺三者按1:3:3的质量比混合而得。第一复合酶溶液为果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶按照3:5:1的质量比混合而得，其中，果胶酶的酶活为3.0u/ml，淀粉酶的酶活为4.5u/ml，半纤维素的酶活为2.5u/ml。第二复合酶溶液为果胶酶溶液、淀粉酶溶液、半纤维素酶溶液按5:2:1的质量比混合而得，其中，果胶酶的酶活为3.0u/ml，淀粉酶的酶活为4.5u/ml，半纤维素的酶活为2.5u/ml。
实施例1中的一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，按照上述配方添加各组分，且包括以下步骤：在反应釜中添加载体水，升温至43℃℃，加入载体粉，搅拌70s，第一次加氢氧化钠8份，搅拌240s，加入主体水，将温度调整至56℃，加入主体粉和架桥剂，搅拌45s，第二次加入氢氧化钠22份，搅拌280s，第三次加入氢氧化钠75份，搅拌850s，第四次加入氢氧化钠15份，一并加入安定剂，搅拌230s，加入硼砂，搅拌340s，即得瓦楞纸纸浆。前述的氢氧化钠份数是指氢氧化钠固体的质量份数，而实际中氢氧化钠在每次填加时，需按质量配比1:5配置成水溶液后再作相应添加。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，各组分物质的含量不同，制备时各参数略有不同。
本实施例中主配方的各组分含量为，主体水1500份、主体粉500份、载体水700份、载体粉250份、氢氧化钠110份、架桥剂10份、安定剂6份、硼砂4份；
主体粉，其制备方法如下：取蔗渣60份、菠萝叶30份，用机器切碎，然后加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液200-250份，升温至70-80℃，反应40min后过滤，所得固体按1:9的质量份比与水混合后，在0.12-0.16MPa、150℃的反应釜中加热120s，过滤，所得滤渣用第一复合酶液浸没，在32℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至250目，即得主体粉；
载体粉，其制备方法如下：取菠萝果渣和20％氢氧化钠溶液按1：6的质量比混合，升温至70℃，反应35min后过滤，所得固体用清水清洗4次后，填加第二复合酶液浸没固体，在30℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至100-130目，即得载体粉。
实施例2的一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在反应釜中添加载体水，升温至45℃，加入载体粉，搅拌60s，第一次加氢氧化钠7份，搅拌260s，加入主体水，将温度调整至53℃，加入主体粉和架桥剂，搅拌45s，第二次加入氢氧化钠20份，搅拌280s，第三次加入氢氧化钠80份，搅拌800s，第四次加入氢氧化钠14份，一并加入安定剂，搅拌240s，加入硼砂，搅拌290s，即得瓦楞纸纸浆。氢氧化钠在每次填加时，按质量配比1:5配置成水溶液后再作相应添加。
实施例3
本实施例与实施例1相区别的部分在于，各组份配方的配比略有不同，制备时各参数略有不同。
本实施例中主配方的各组分含量为，主体水1500-1600份、主体粉450-530份、载体水680-750份、载体粉200-250份、氢氧化钠110-130份、架桥剂10-15份、安定剂5-8份、硼砂3-5份；
前述的主体粉，其制备方法如下：取蔗渣80份、菠萝叶35份，用机器切碎，然后加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液250份，升温至80℃，反应45min后过滤，所得固体按1:10的质量份比与水混合后，在0.12-0.16MPa、150℃的反应釜中加热120s，过滤，所得滤渣用第一复合酶液浸没，在35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至200目，即得所述主体粉；
前述的载体粉，其制备方法如下：取菠萝果渣和20％氢氧化钠溶液按1：6的质量比混合，升温至75℃，反应40min后过滤，所得固体用清水清洗4次后，填加第二复合酶液浸没固体，在35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至130目，即得所述载体粉。
实施例3中的一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中添加载体水，升温至50℃，加入载体粉，搅拌50s，第一次加氢氧化钠8份，搅拌330s，加入主体水，将温度调整至56℃，加入主体粉和架桥剂，搅拌60s，第二次加入氢氧化钠22份，搅拌360s，第三次加入氢氧化钠85份，搅拌750s，第四次加入氢氧化钠15份，一并加入安定剂，搅拌270s，加入硼砂，搅拌340s，即得瓦楞纸纸浆。前述的氢氧化钠在每次填加时，按质量配比1:5配置成水溶液后再作相应添加。
实施例4
本实施例与实施例1相区别的部分在于，各组份配方的配比略有不同，制备时各参数略有不同。
本实施例中主配方的各组分含量为，主体水1500-1600份、主体粉450-530份、载体水690份、载体粉240份、氢氧化钠125份、架桥剂14份、安定剂5份、硼砂3份；
前述的主体粉，其制备方法如下：取蔗渣58份、菠萝叶25份，用机器切碎，然后加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液220份，升温至75℃，反应35min后过滤，所得固体按1:8的质量份比与水混合后，在0.12-0.16MPa、150℃的反应釜中加热120s，过滤，所得滤渣用第一复合酶液浸没，在30-35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至200目，即得所述主体粉；
前述的载体粉，其制备方法如下：取菠萝果渣和20％氢氧化钠溶液按1：5的质量比混合，升温至80℃，反应45min后过滤，所得固体用清水清洗4次后，填加第二复合酶液浸没固体，在35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至100目，即得所述载体粉。
实施例4中的一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中添加载体水，升温至50℃，加入载体粉，搅拌70s，第一次加氢氧化钠8份，搅拌240s，加入主体水，将温度调整至56℃，加入主体粉和架桥剂，搅拌45s，第二次加入氢氧化钠22份，搅拌360s，第三次加入氢氧化钠85份，搅拌850s，第四次加入氢氧化钠15份，一并加入安定剂，搅拌200s，加入硼砂，搅拌340s，即得瓦楞纸纸浆。前述的氢氧化钠在每次填加时，按质量配比1:5配置成水溶液后再作相应添加。
实施例5
本实施例与实施例1相区别的部分在于，各组份配方的配比略有不同，制备时各参数略有不同。
本实施例中主配方的各组分含量为，主体水1600份、主体粉530份、载体水680份、载体粉200份、氢氧化钠130份、架桥剂11份、安定剂8份、硼砂5份；
前述的主体粉，其制备方法如下：取蔗渣50份、菠萝叶20份，用机器切碎，然后加入质量分数为20％的氢氧化钠水溶液200份，升温至80℃，反应30-45min后过滤，所得固体按1:10的质量份比与水混合后，在0.12-0.16MPa、150℃的反应釜中加热120s，过滤，所得滤渣用第一复合酶液浸没，在30-35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至250目，即得所述主体粉；
前述的载体粉，其制备方法如下：取菠萝果渣和20％氢氧化钠溶液按1：5的质量比混合，升温至80℃，反应45min后过滤，所得固体用清水清洗3次后，填加第二复合酶液浸没固体，在30℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至130目，即得所述载体粉。
实施例5中的一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中添加载体水，升温至47℃，加入载体粉，搅拌60s，第一次加氢氧化钠8份，搅拌310s，加入主体水，将温度调整至52℃，加入主体粉和架桥剂，搅拌45s，第二次加入氢氧化钠22份，搅拌310s，第三次加入氢氧化钠80份，搅拌810s，第四次加入氢氧化钠15份，一并加入安定剂，搅拌260s，加入硼砂，搅拌260s，即得瓦楞纸纸浆。前述的氢氧化钠在每次填加时，按质量配比1:5配置成水溶液后再作相应添加。
对比例1
对比例1的制备方法和配料配比与实施例1基本相同，不同之处仅在于制备时直接添加氢氧化钠固体，而没有按1:5复配成水。
对比例2
对比例2的制备方法和配料配比与实施例1基本相同，不同之处仅在于制备过程中架桥剂仅使用聚乙二醇。
对比例3
对比例3的制备方法和配料配比与实施例2基本相同，不同之处仅在于制备过程中架桥剂仅使用二丙烯酸-1，4-丁二醇酯。
对比例4
对比例4的制备方法和配料配比与实施例3基本相同，不同之处仅在于制备过程中的架桥剂，对比例5
对比例5中的制备方法和配料配比与实施例1基本相同，不同之处仅在于在主体粉和载体粉制备时添加酶时没有经过加热灭活的步骤。
将实施例1-5与对比例1-5制得的纸浆原料，按照铺浆、压平、晾晒的传统程序进行纸张制备，并按常规方法制得瓦楞纸纸板。
将实施例1-5与对比例1-5所制得的纸张用于送检，检验参数如下表：
表1
其中，各项指标的检测标准为：
1.粘合强度的检测方法为:用压缩试验仪以(12.5±2.5)mm/min的速度对装有试样的剥离架施压，直至楞峰和面纸(或里/中纸)分离为止。记录显示的最大力。
2弯曲强度的检测方法为：按GB/T22906.6-2008标准进行检测。
3.抗压强度的检测方法为：按GB6543-86标准进行检测。
4.纸浆粘度的检测方法为：用20ml的流量杯检测，测定纸浆流光所需的时间。
由实施例1-5与对比例1对比可知，直接添加氢氧化钠固体进行纸浆制备，粘结强度有所降低，但是对其他各项性能影响不大。
由实施例1-5与对比例2-4对比可知，架桥剂只使用一种，而不是选用复配而得的架桥剂，将大大降低影响纸浆粘度、同时也会影响制成的瓦楞纸板的粘结强度、弯曲强度和抗压强度，架桥的复配使用，是本发明所得的纸浆拥有优良性能的关键。
由实施例1-5与对比例5对比可知，若不对酶进行灭活处理，将会略微降低纸浆的粘结强度。
同时设置对比例6
对比例6与实施例1之间的区别在于，不添加有硼砂。
将对比例6与实施例1所得的纸浆铺平，在相同的阳光下晾晒，重复多次可以发现不添加硼砂的对比例晾干所需要的时间更久。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种瓦楞纸板用纸浆，其特征在于，包括以下质量份的组分：主体水1500-1600份、主体粉450-530份、载体水680-750份、载体粉200-250份、氢氧化钠110-130份、架桥剂10-15份、安定剂5-8份、硼砂3-5份；
所述主体粉，其制备方法如下：取蔗渣50-80份、菠萝叶20-35份，用机器切碎，然后加入质量分数为20%的氢氧化钠水溶液200-250份，升温至70-80℃，反应30-45min后过滤，所得固体按1:（8-10）的质量份比与水混合后，在0.12-0.16MPa、150℃的反应釜中加热120s，过滤，所得滤渣用第一复合酶液浸没，在30-35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至200-250目，即得所述主体粉；
所述载体粉，其制备方法如下：取菠萝果渣和20%氢氧化钠溶液按1：（5-6）的质量比混合，升温至70-80℃，反应30-45min后过滤，所得固体用清水清洗3-4次后，填加第二复合酶液浸没固体，在30-35℃下进行水解300min，加热至120℃维持10s，过滤，所得滤渣烘干后粉碎至100-130目，即得所述载体粉。
2.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸板用纸浆，其特征在于：所述主体水和所述载体水均为普通自来水。
3.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸板用纸浆，其特征在于：所述架桥剂为聚乙二醇、二丙烯酸-1，4-丁二醇酯、1,4-丁二胺三者按1:3:3的质量比混合而得。
4.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸板用纸浆，其特征在于：所述第一复合酶溶液为果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶按照3:5:1的质量比混合而得，其中，果胶酶的酶活为3.0u/ml，淀粉酶的酶活为4.5u/ml，半纤维素的酶活为2.5u/ml。
5.根据权利要求1所述的一种瓦楞纸板用纸浆，其特征在于：所述第二复合酶溶液为果胶酶溶液、淀粉酶溶液、半纤维素酶溶液按5:2:1的质量比混合而得，其中，果胶酶的酶活为3.0u/ml，淀粉酶的酶活为4.5u/ml，半纤维素的酶活为2.5u/ml。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在反应釜中添加载体水，升温至43℃-50℃，加入载体粉，搅拌45-70s，第一次加氢氧化钠5-8份，搅拌240-330s，加入主体水，将温度调整至48℃-56℃，加入主体粉和架桥剂，搅拌45-60s，第二次加入氢氧化钠20-22份，搅拌280-360s，第三次加入氢氧化钠75-85份，搅拌750-850s，第四次加入氢氧化钠10-15份，一并加入安定剂，搅拌230-300s，加入硼砂，搅拌260-340s，即得瓦楞纸纸浆。
7.根据权利要求6所述的一种瓦楞纸板用纸浆的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钠在每次填加时，按质量配比1:5配置成水溶液后再作相应添加。
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