CN111663370B - 高强度灰板纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度灰板纸及其制备方法。本发明采用废弃物作为原料，对各层浆料的成分、配比进行限定，并创新性地使用生物质填料对浆料进行改良，充分发挥组分之间的协同作用，提升了灰板纸的紧度、挺度、层间结合力等性能，得到高强度的灰板纸产品；本发明对废弃物进行资源化合理利用，易于工业化生产，经济价值高，具有良好的市场前景。

Description

高强度灰板纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种高强度灰板纸的制备方法。
背景技术
灰板纸是一种环保型包装材料，可分为单灰、双灰和全灰，其制造过程主要采用废纸纸浆作为原料，不仅能降低生产成本、减少对生态环境的消耗，也响应国家节能减排的号召、实现可持续发展。因此，灰板纸成为印刷和包装行业基材的优选用纸。灰板纸的定量、厚度、紧度、挺度等性能指标是考察纸张性能的重要标准，传统造纸工艺仍存在一些不足，导致灰板纸的质量不稳定，强度性能不高。
发明内容
为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种高强度灰板纸的制备方法。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种高强度灰板纸的制备方法，包括以下步骤：
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将木质废料经过热磨处理得到机械木浆；
将造纸污泥经过净化调理后得到再利用污泥；
B、配浆步骤
面层浆料：采用MOW浆和再利用污泥的混合浆作为面层浆料，面层浆料占浆料总量的18-20％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的15-20％；
芯层浆料：含有OCC浆短、机械木浆、再利用污泥与白水的混合浆，芯层浆料占浆料总量的40-52％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的15-20％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸。
进一步地，芯层浆料中还加入生物质填料，所述生物质填料为贝壳粉@果胶核壳结构材料。
进一步地，所述生物质填料核壳结构中贝壳粉与果胶的质量比例为1：0.5-1.0。
所述生物质填料的制备方法为：将贝壳粉洗净，300-350℃下煅烧0.5-1.5h，冷却后研磨至100-200目，在600-700℃下进行二次煅烧，时间为2-4h；冷却后研磨至400-800目，得到煅烧贝壳粉备用；用甘油和水将果胶润湿溶解得到溶液，将煅烧贝壳粉添加到果胶溶液中分散均匀，煅烧贝壳粉与果胶的质量比例为1：0.5-1.0，干燥后得到贝壳粉@果胶核壳结构材料。
进一步地，所述面层浆料中，MOW浆和再利用污泥的重量比为90-95：5-10；所述芯层浆料中，OCC浆短、机械木浆、再利用污泥、生物质填料的占比分别为30-40％、30-40％、15-25％、5-10％。
进一步地，所述面层浆料中，MOW浆和再利用污泥的重量比为95：5；
进一步地，所述芯层浆料中，OCC浆短、机械木浆、再利用污泥、生物质填料的占比分别为35％、30％、20％，10％；
进一步地，所述木质废料包括废旧木材、家具加工废料；
进一步地，所述OCC浆长的叩解度为23-28°SR，所述OCC浆中的叩解度为25-28°SR，所述OCC浆短的叩解度为26-33°SR。
本发明同时还提供了一种采用上述方法制备得到的高强度灰板纸。
进一步地，所述灰板纸定量280-700g/m2，紧度0.58-0.60g/cm3，层间结合力≥130J/m2，纵向挺度15-25mN·m。
本发明的积极效果如下：
1、本发明原料主要为废弃物和天然生物质材料，生产成本低、环境友好。
2、本发明对面、衬、芯、底四层浆料的成分及其比例进行优化选择，在面层浆料、芯层浆料中添加了相应比例的再利用造纸污泥，充分利用其中含有的氢键官能团对于纤维之间结合的促进作用，改善了层间结合力；在芯层浆料中加入生物质填料，填料分散在浆料中，由于其核壳结构及性质，不仅提高了产品的松厚度，同时也促进了纤维之间的结合；通过组分之间的协同作用，提高了灰板纸的松厚度，在节约纤维用量的基础上也提高了产品的强度。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
本发明所用各浆料的制备流程如下：
1、MOW浆生产：使用混合办公废纸，通过链板式输送机送入水力碎浆机碎解分离，碎解好的浆被泵送入粗选机，再送到高浓除砂器，除去粗杂质后，通过纤维分离机粗筛后进行脱墨浮选、低浓除砂、压力筛选，筛后浆去浓缩机经浓缩后送进双盘磨浆机打浆，然后送浆池贮存；
2、OCC浆生产：使用废旧国产箱板纸箱，通过链板式输送机送进水力碎浆机，碎解后进高浓除砂器除去砂子、石头、铁块等杂质，再经纤维分离机把浆与渣分离后，进行低浓除砂、一级三段低浓筛选后，良浆送入浓缩机经浓缩后接着进行纤维分级处理，分级后的短纤维浆、中纤维浆送浆池贮存；长纤维浆送热分散系统，再进磨浆机，然后送浆池贮存；
3、机械木浆生产：将废旧木材、家具加工废料经过削片破碎后通过多层振动筛除去大颗粒杂质，然后磁选去除铁质杂质，经过热磨、筛选、浓缩后得到机械木浆，送浆池贮存；
本发明再利用污泥的制备流程为：
将造纸过程产生的污水经过生化处理、沉降处理后泥水分离，得到污泥组分1，将废纸回收利用过程产生的脱墨污泥作为污泥组分2，将组分1和组分2合并作为造纸污泥，上述造纸污泥中加入调理剂搅拌反应后静置，调理剂与造纸污泥的混合比为1：50-150，固液分离后得到再利用污泥；其中调理剂为乳酸、纤维素酶与水的混合物，其中乳酸占比1.0-1.15％，纤维素酶占比0.08-0.10％。
实施例1
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将木质废料经过热磨处理得到机械木浆；
将造纸污泥经过净化调理后得到再利用污泥；
B、配浆步骤
面层浆料：采用MOW浆和再利用污泥的混合浆作为面层浆料，二者重量比为95：5，面层浆料占浆料总量的20％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的15％；
芯层浆料：采用OCC浆短、机械木浆、再利用污泥与白水的混合浆并添加生物质填料作为芯层浆料，其中，OCC浆短、机械木浆、再利用污泥、生物质填料在芯层浆料中的占比分别为35％、30％、20％、10％，芯层浆料占浆料总量的45％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的20％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸。
所述生物质填料的制备方法为：将贝壳粉洗净，300℃下煅烧1h，冷却后研磨至200目，在700℃下进行二次煅烧，时间为2h；冷却后研磨至500目，得到煅烧贝壳粉备用；用甘油和水将果胶润湿溶解得到溶液，将煅烧贝壳粉添加到果胶溶液中分散均匀，煅烧贝壳粉与果胶的质量比例为1：1.0，干燥后得到贝壳粉@果胶核壳结构材料。
实施例2
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将木质废料经过热磨处理得到机械木浆；
将造纸污泥经过净化调理后得到再利用污泥；
B、配浆步骤
面层浆料：采用MOW浆和再利用污泥的混合浆作为面层浆料，二者重量比为90：10，面层浆料占浆料总量的20％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的20％；
芯层浆料：采用OCC浆短、机械木浆、再利用污泥与白水的混合浆并添加生物质填料作为芯层浆料，其中，OCC浆短、机械木浆、再利用污泥、生物质填料在芯层浆料中的占比分别为40％、30％、18％、8％，芯层浆料占浆料总量的40％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的20％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸。
所述生物质填料的制备方法为：将贝壳粉洗净，350℃下煅烧0.5h，冷却后研磨至150目，在600℃下进行二次煅烧，时间为4h；冷却后研磨至700目，得到煅烧贝壳粉备用；用甘油和水将果胶润湿溶解得到溶液，将煅烧贝壳粉添加到果胶溶液中分散均匀，煅烧贝壳粉与果胶的质量比例为1：0.5，干燥后得到贝壳粉@果胶核壳结构材料。
实施例3
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将木质废料经过热磨处理得到机械木浆；
将造纸污泥经过净化调理后得到再利用污泥；
B、配浆步骤
面层浆料：采用MOW浆和再利用污泥的混合浆作为面层浆料，二者重量比为93：7，面层浆料占浆料总量的18％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的18％；
芯层浆料：采用OCC浆短、机械木浆、再利用污泥与白水的混合浆并添加生物质填料作为芯层浆料，其中，OCC浆短、机械木浆、再利用污泥、生物质填料在芯层浆料中的占比分别为35％、40％、15％、5％，芯层浆料占浆料总量的49％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的15％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸。
所述生物质填料的制备方法为：将贝壳粉洗净，300℃下煅烧1.5h，冷却后研磨至200目，在600℃下进行二次煅烧，时间为4h；冷却后研磨至600目，得到煅烧贝壳粉备用；用甘油和水将果胶润湿溶解得到溶液，将煅烧贝壳粉添加到果胶溶液中分散均匀，煅烧贝壳粉与果胶的质量比例为1：0.8，干燥后得到贝壳粉@果胶核壳结构材料。
对比例1
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将造纸污泥经过净化调理后得到再利用污泥；
B、配浆步骤
面层浆料：采用MOW浆和再利用污泥的混合浆作为面层浆料，二者重量比为95：5，面层浆料占浆料总量的20％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的15％；
芯层浆料：采用OCC浆短、再利用污泥与白水的混合浆并添加生物质填料作为芯层浆料，其中，OCC浆短、再利用污泥、生物质填料在芯层浆料中的占比分别为65％、20％、10％，芯层浆料占浆料总量的45％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的20％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸。
所述生物质填料的制备方法同实施例1。
对比例2
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将木质废料经过热磨处理得到机械木浆；
B、配浆步骤
面层浆料：采用100％MOW浆作为面层浆料，面层浆料占浆料总量的20％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的15％；
芯层浆料：采用OCC浆短、机械木浆与白水的混合浆并添加生物质填料作为芯层浆料，其中，OCC浆短、机械木浆、生物质填料在芯层浆料中的占比分别为55％、30％、10％，芯层浆料占浆料总量的45％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的20％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸。
所述生物质填料的制备方法同实施例1。
对比例3
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将木质废料经过热磨处理得到机械木浆；
将造纸污泥经过净化调理后得到再利用污泥；
B、配浆步骤
面层浆料：采用MOW浆和再利用污泥的混合浆作为面层浆料，二者重量比为95：5，面层浆料占浆料总量的20％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的15％；
芯层浆料：采用OCC浆短、机械木浆、再利用污泥与白水的混合浆作为芯层浆料，其中，OCC浆短、机械木浆、再利用污泥在芯层浆料中的占比分别为35％、30％、20％，芯层浆料占浆料总量的45％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的20％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸。
经过测试，实施例与对比例所得成纸的指标参数如表1所示
表1
Figure GDA0002959362560000071
Figure GDA0002959362560000081
由测试数据可见，再利用污泥、核壳结构生物质填料等的使用对灰板纸的紧度、层间结合力、松厚度等性能的提升产生了积极的作用，浆料之间组分的协同作用改善了产品整体强度性能，可获得高强度灰板纸产品，并具有经济的生产成本和良好的市场前景。

Claims (1)

1.一种高强度灰板纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、制浆步骤
将回收的混合办公废纸经过脱墨处理后得到MOW浆；
将回收的废旧国产箱板纸箱经过碎浆分级筛选后得到OCC浆，其中所得的长纤维浆为OCC浆长，中纤维浆为OCC浆中，短纤维浆为OCC浆短；
将木质废料经过热磨处理得到机械木浆；
将造纸污泥经过净化调理后得到再利用污泥；
B、配浆步骤
面层浆料：采用MOW浆和再利用污泥的混合浆作为面层浆料，二者重量比为95：5，面层浆料占浆料总量的20％；
衬层浆料：采用100％OCC浆中作为衬层浆料，衬层浆料占浆料总量的15％；
芯层浆料：采用OCC浆短、机械木浆、再利用污泥与白水的混合浆并添加生物质填料作为芯层浆料，其中，OCC浆短、机械木浆、再利用污泥、生物质填料在芯层浆料中的占比分别为35％、30％、20％、10％，芯层浆料占浆料总量的45％；
底层浆料：采用100％OCC浆长作为底层浆料，底层浆料占浆料总量的20％；
C、抄造步骤：将上网浆料经网部脱水成形、压榨、干燥后抄造出成纸；
所述生物质填料的制备方法为：将贝壳粉洗净，300℃下煅烧1h，冷却后研磨至200目，在700℃下进行二次煅烧，时间为2h；冷却后研磨至500目，得到煅烧贝壳粉备用；用甘油和水将果胶润湿溶解得到溶液，将煅烧贝壳粉添加到果胶溶液中分散均匀，煅烧贝壳粉与果胶的质量比例为1：1.0，干燥后得到贝壳粉@果胶核壳结构材料。
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