CN111941918B - 一种利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于包装纸箱技术领域，特别涉及一种利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法，所述的方法包括将废旧纸箱粉碎后形成纸屑，将纸屑与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸烯基酯和溶剂混合形成原料混合物，经高温高压条件下的压制，表层碳化、覆膜处理后得到用于制作包装纸箱的原材纸板，再利用该原材纸板裁切制作得到包装纸箱；本发明提供的方法避免了传统的将废旧纸箱打回原形，制成纸浆后再度制作原材纸板的繁琐，避免了大量使用水资源，缩短了废旧纸箱的回收处理时间，且制备而成的原材纸板具有强度高，抗污能力强的优点，具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于包装纸箱技术领域，特别涉及一种利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法。
背景技术
众所周知，纸是用植物纤维制造而成的，为了节约资源，避免浪费，纸制物品回收后，会被送回到造纸厂重新做成纸浆，然后再制成可重新利用的纸制物品。具体的回收利用过程包括：废纸在打浆机中与水混合，形成黏糊状的纸浆；向纸浆中注入空气，使得纸浆中的墨水等附着在空气气泡上，进而漂浮在纸浆表面，这样便于将纸浆中的墨水排出；随后，利用压制机将纸浆中的水排出，并利用螺旋运送机对纸浆进行切割，再借助含有过氧化物的脱色剂把纸浆漂白，并在清水中将纸浆冲洗干净，最后在纸浆中加入化学湿强剂，将纸浆塑形成纸张。上述的回收利用过程相当于将废纸“打回原形”，成为原始状态的纸浆，再利用该纸浆制作出所需的纸制用品，如此不仅费时费力，且需要使用大量的水资源，造成废纸的回收成本过高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法，该方法具有简单方便，且再生包装纸箱的强度高的优点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法，所述的方法包括将废旧纸箱粉碎后形成纸屑，将纸屑与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸烯基酯和溶剂混合形成原料混合物，经高温高压条件下的压制，表层碳化、覆膜处理后得到用于制作包装纸箱的原材纸板，再利用该原材纸板裁切制作得到包装纸箱。
优选的，所述的原料混合物中，相对于100重量份的纸屑，所述高岭土的用量为3-10重量份，所述硅烷偶联剂的用量为5-12重量份，所述聚碳酸烯基酯的用量为20-35重量份，所述溶剂的用量为10-30重量份。
优选的，所述的聚碳酸烯基酯选自聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸丁烯酯和聚碳酸环己烯酯中的至少一种。
优选的，所述的高温高压条件包括：10-30MPa的压力，230-245℃的温度；
且，压制的具体方式为：先在10-20MPa的压力条件下对原料混合物进行初压，然后加热至230-245℃，保持30-60s，再升压至25-30MPa并保持5min。
优选的，所述表层碳化的条件包括：碳化温度为400-800℃，优选为 500-600℃；碳化时间为3-10s，优选为4-7s。
优选的，所述的覆膜处理具体是在碳化处理后的表面涂覆形成一防护膜，所述的防护膜中包含有氟碳树脂。
优选的，所述的防护膜中包含有聚苯醚、氟碳树脂、氟碳改性的聚合物流平剂、附着力促进剂和溶剂，
且，相对于100重量份的溶剂，所述聚苯醚的用量为52-65重量份，所述氟碳树脂的用量为20-35重量份，所述氟碳改性的聚合物流平剂的用量为1-5重量份，所述附着力促进剂的用量为1-5重量份。
优选的，所述氟碳树脂为氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂或氟代乙醚树脂中的一种；
所述氟碳树脂的重均分子量为10000-20000。
优选的，所述防护膜的厚度为5-20μm。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案中，通过将废旧纸箱直接进行粉碎处理形成纸屑，然后再与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸烯基酯和溶剂混合得到原料混合物，并将利用特殊的处理工艺使该原料混合物形成板材状，以及，通过表层碳化、覆膜处理进一步增强保护，得到用于制作包装箱板的原材纸板，本发明提供的方法避免了传统的将废旧纸箱打回原形，制成纸浆后再度制作原材纸板的繁琐，避免了大量使用水资源，缩短了废旧纸箱的回收处理时间，且制备而成的原材纸板具有强度高，抗污能力强的优点，具有较好的应用前景。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
针对现有技术中废旧纸箱回收利用步骤繁琐的弊端，本发明提供了一种利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法，所述的方法包括将废旧纸箱粉碎后形成纸屑，将纸屑与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸烯基酯和溶剂混合形成原料混合物，经高温高压条件下的压制，表层碳化、覆膜处理后得到用于制作包装纸箱的原材纸板，再利用该原材纸板裁切制作得到包装纸箱。
本发明提供的技术方案中，通过将废旧纸箱直接进行粉碎处理形成纸屑，然后再与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸烯基酯和溶剂混合得到原料混合物，并将利用特殊的处理工艺使该原料混合物形成板材状，以及，通过表层碳化、覆膜处理进一步增强保护，得到用于制作包装箱板的原材纸板，本发明提供的方法避免了传统的将废旧纸箱打回原形，制成纸浆后再度制作原材纸板的繁琐，避免了大量使用水资源，缩短了废旧纸箱的回收处理时间，且制备而成的原材纸板具有强度高，抗污能力强的优点，具有较好的应用前景。
本发明中，所述的聚碳酸烯基酯具有一定的黏合效果，可以将纸屑、高岭土黏合在一起，利于压制成型，且所述的聚碳酸烯基酯在高温的作用下发生分解反应，生成掺杂在原材纸板中的泡孔结构，进而赋予其一定的可弯折性和耐冲击能力，方便后期成型得到包装纸箱。
根据本发明提供的方法，所述的原料混合物中，各原料组分的含量可以在较宽的范围内选择，但为了获得合适的泡孔含量，以及控制合理的高岭土含量以确保较好的填充增强效果，以及使形成的原料混合物具有较好的可搅拌混合性能，所述的原料混合物中，相对于100重量份的纸屑，所述高岭土的用量为3-10重量份，所述硅烷偶联剂的用量为5-12重量份，所述聚碳酸烯基酯的用量为20-35重量份，所述溶剂的用量为10-30重量份。
根据本发明提供的方法，本发明对所述聚碳酸烯基酯的种类不做特殊限定，满足在温度范围内的热分解即可，具体的，所述的聚碳酸烯基酯选自聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸丁烯酯和聚碳酸环己烯酯中的至少一种。进一步的，根据本发明，所述的聚碳酸烯基酯的分子量为100000-500000，在上述分子量范围的聚碳酸烯基酯在230-245℃的高温条件下发生热分解。
根据本发明提供的方法，高温高压的处理条件需要确保原料混合物被压制成型得到具有一定密实度的纸板；所述的高温高压处理条件可以在较宽的范围内选择，作为优选的，所述的高温高压条件包括：10-30MPa的压力，230-245℃的温度；且，压制的具体方式为：先在10-20MPa的压力条件下对原料混合物进行初压，然后加热至230-245℃，保持30-60s，再升压至25-30MPa并保持5min。
本发明中，表层的碳化处理是为提高纸板表面的强度，且通过该粗糙化的处理方式提高防护膜的固结强度，作为优选的，所述表层碳化的条件包括：碳化温度为400-800℃，优选为500-600℃；碳化时间为3-10s，优选为4-7s。需要指出的是，本发明对碳化处理的手段不做特殊限定，具体可以指出利用氧焊枪喷射出的高温火焰对压制成型的纸板表面进行快速表面碳化处理。
根据本发明提供的方法，所述的覆膜处理具体是在碳化处理后的表面涂覆形成一防护膜，所述的防护膜中包含有氟碳树脂。
更为具体的，本发明中，所述的防护膜中包含有聚苯醚、氟碳树脂、氟碳改性的聚合物流平剂、附着力促进剂和溶剂；且，相对于100重量份的溶剂，所述聚苯醚的用量为52-65重量份，所述氟碳树脂的用量为20-35重量份，所述氟碳改性的聚合物流平剂的用量为1-5重量份，所述附着力促进剂的用量为1-5 重量份。
本发明中，所述氟碳树脂为氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂或氟代乙醚树脂中的一种；所述氟碳树脂的重均分子量为10000-20000。
本发明中，所述的附着力促进剂可以为磷酸酯类聚合物，且本发明对所述磷酸酯类聚合物没有具体限定，可以为本领域技术人员所熟知的磷酸酯类聚合物，例如，所述的磷酸酯类聚合物可以为Lubrizol 2063(聚酯主链的磷酸酯)、中国台湾长兴的YX-909、YX931中的一种或多种，优选为Lubrizol 2063或中国台湾长兴的 YX-909。
本发明中，所述防护膜的厚度为5-20μm。
根据本发明提供的方法，溶剂在上述的方法中起到溶解分散的作用，为了方便使用，以及节省成本，本发明中，所述的原料混合物和防护膜中所使用的溶剂是一致的。具体的，所述的溶剂选自氯仿、二氯甲烷、苯甲醚、二甲苯中的至少一种。
以下通过具体的实施例对本发明提供的利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法做出进一步说明。
实施例1
一种利用废旧纸箱再生包装纸箱的方法，包括以下步骤：
S1：将废旧纸箱粉碎后形成纸屑，所述纸屑的规格不超过5mm×5mm；将所述的纸屑与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸丙烯酯和苯甲醚溶剂混合后形成原料混合物；
所述的原料混合物中，相对于100重量份的纸屑，
所述高岭土(纯高岭土，密度为2.62g/cm3)的用量为8重量份，
所述硅烷偶联剂(KH550)的用量为7重量份，
所述聚碳酸丙烯酯(分子量为350000)的用量为30重量份，
所述苯甲醚溶剂的用量为20重量份；
S2：将原料混合物堆积成初始厚度为5cm的坯体，先在15MPa的压力条件下对所述的原料混合物进行初压，然后加热至235℃，保持40s，再升压至30MPa 并保持5min；
S3：采用氧焊枪喷射出的高温火焰对压制成型的纸板表面进行碳化处理，碳化温度为700，碳化时间为5s；
S4：对碳化处理后的纸板表面覆上一层厚度为15μm的防护膜，得到用于制作包装纸箱的原材纸板；再利用所述的原材纸板裁切制作得到包装纸箱；
所述的防护膜中，相对于100重量份的苯甲醚溶剂，
所述聚苯醚(旭化成公司S-201A，25℃下的粘度为0.4Pa·s)的用量为60 重量份，
所述丙烯酸氟化树脂(购自山东中氟化工科技有限公司，重均分子量为 15000)的用量为30重量份，
所述氟碳改性的聚合物流平剂(购自瑞士汽巴精化，牌号为EFKA-3777) 的用量为3重量份，
所述附着力促进剂磷酸酯类聚合物(中国台湾长兴的YX-909)的用量为4重量份。
实施例2
一种利用废旧纸箱再生包装纸箱的方法，包括以下步骤：
S1：将废旧纸箱粉碎后形成纸屑，所述纸屑的规格不超过5mm×5mm；将所述的纸屑与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸丙烯酯和苯甲醚溶剂混合后形成原料混合物；
所述的原料混合物中，相对于100重量份的纸屑，
所述高岭土(纯高岭土，密度为2.62g/cm3)的用量为3重量份，
所述硅烷偶联剂(KH550)的用量为5重量份，
所述聚碳酸丙烯酯(分子量为350000)的用量为20重量份，
所述苯甲醚溶剂的用量为10重量份；
S2：将原料混合物堆积成初始厚度为5cm的坯体，先在10MPa的压力条件下对所述的原料混合物进行初压，然后加热至230℃，保持60s，再升压至25MPa 并保持5min；
S3：采用氧焊枪喷射出的高温火焰对压制成型的纸板表面进行碳化处理，碳化温度为500，碳化时间为7s；
S4：对碳化处理后的纸板表面覆上一层厚度为5μm的防护膜，得到用于制作包装纸箱的原材纸板；再利用所述的原材纸板裁切制作得到包装纸箱；
所述的防护膜中，相对于100重量份的苯甲醚溶剂，
所述聚苯醚(旭化成公司S-201A，25℃下的粘度为0.4Pa·s)的用量为52 重量份，
所述丙烯酸氟化树脂(购自山东中氟化工科技有限公司，重均分子量为 15000)的用量为20重量份，
所述氟碳改性的聚合物流平剂(购自瑞士汽巴精化，牌号为EFKA-3777) 的用量为1重量份，
所述附着力促进剂磷酸酯类聚合物(中国台湾长兴的YX-909)的用量为1重量份。
实施例3
一种利用废旧纸箱再生包装纸箱的方法，包括以下步骤：
S1：将废旧纸箱粉碎后形成纸屑，所述纸屑的规格不超过5mm×5mm；将所述的纸屑与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸丙烯酯和苯甲醚溶剂混合后形成原料混合物；
所述的原料混合物中，相对于100重量份的纸屑，
所述高岭土(纯高岭土，密度为2.62g/cm3)的用量为10重量份，
所述硅烷偶联剂(KH550)的用量为12重量份，
所述聚碳酸丙烯酯(分子量为350000)的用量为35重量份，
所述苯甲醚溶剂的用量为30重量份；
S2：将原料混合物堆积成初始厚度为5cm的坯体，先在20MPa的压力条件下对所述的原料混合物进行初压，然后加热至245℃，保持30s，再升压至30MPa 并保持5min；
S3：采用氧焊枪喷射出的高温火焰对压制成型的纸板表面进行碳化处理，碳化温度为600，碳化时间为4s；
S4：对碳化处理后的纸板表面覆上一层厚度为20μm的防护膜，得到用于制作包装纸箱的原材纸板；再利用所述的原材纸板裁切制作得到包装纸箱；
所述的防护膜中，相对于100重量份的苯甲醚溶剂，
所述聚苯醚(旭化成公司S-201A，25℃下的粘度为0.4Pa·s)的用量为65 重量份，
所述丙烯酸氟化树脂(购自山东中氟化工科技有限公司，重均分子量为 15000)的用量为35重量份，
所述氟碳改性的聚合物流平剂(购自瑞士汽巴精化，牌号为EFKA-3777) 的用量为5重量份，
所述附着力促进剂磷酸酯类聚合物(中国台湾长兴的YX-909)的用量为5重量份。
对上述实施例1-3加工得到的包装纸箱的原材纸板进行测试，测试结果如表 1所示。
表1：
| 实施例 | 戳穿强度(J) | 耐破强度(KPa) |
| 测试标准 | GB/T 6544-2008 | GB/T 6545-1998 |
| 实施例1 | 15.2 | 1058 |
| 实施例2 | 14.5 | 982 |
| 实施例3 | 14.9 | 1027 |
结合上述表1的测试数据可以看出，本发明提供的利用废旧纸箱再生包装纸箱的方法，再生得到的包装纸箱具有高强强度的优点，具备较好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种利用废旧纸箱再生高强度包装纸箱的方法，其特征在于，所述的方法包括将废旧纸箱粉碎后形成纸屑，将纸屑与高岭土、硅烷偶联剂、聚碳酸烯基酯和溶剂混合形成原料混合物，经高温高压条件下的压制，表层碳化、覆膜处理后得到用于制作包装纸箱的原材纸板，再利用该原材纸板裁切制作得到包装纸箱；
所述的高温高压条件包括：10-30MPa的压力，230-245℃的温度；
且，压制的具体方式为：先在10-20MPa的压力条件下对原料混合物进行初压，然后加热至230-245℃，保持30-60s，再升压至25-30MPa并保持5min；
所述的覆膜处理具体是在碳化处理后的表面涂覆形成一防护膜，所述的防护膜中包含有聚苯醚、氟碳树脂、氟碳改性的聚合物流平剂、附着力促进剂和溶剂，
且，相对于100重量份的溶剂，所述聚苯醚的用量为52-65重量份，所述氟碳树脂的用量为20-35重量份，所述氟碳改性的聚合物流平剂的用量为1-5重量份，所述附着力促进剂的用量为1-5重量份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原料混合物中，相对于100重量份的纸屑，所述高岭土的用量为3-10重量份，所述硅烷偶联剂的用量为5-12重量份，所述聚碳酸烯基酯的用量为20-35重量份，所述溶剂的用量为10-30重量份。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚碳酸烯基酯选自聚碳酸乙烯酯、聚碳酸丙烯酯、聚碳酸丁烯酯和聚碳酸环己烯酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表层碳化的条件包括：碳化温度为400-800℃；碳化时间为3-10s。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述表层碳化的条件包括：碳化温度为500-600℃；碳化时间为4-7s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟碳树脂为氟代烯烃树脂、丙烯酸氟化树脂或氟代乙醚树脂中的一种；
所述氟碳树脂的重均分子量为10000-20000。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述防护膜的厚度为5-20μm。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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