CN111979833A - 一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺。包括以下几个步骤：（1）碎浆；（2）微纤维化处理；（3）热分散；（4）配浆及上网成形；（5）压榨、干燥和施胶。本发明的工艺对短纤维浆进行两段磨浆得到微纤维化纤维，再经过配浆后抄纸，得到的成纸能够达到较高的质量。成纸紧度≥0.70g/cm3，耐破指数≥2.60kPa•m2/g，环压指数≥9.0N•m/g，吸水性（正/反）≤40/70g/m2，平滑度≥7.0s，交货水分8.0±2.0%。单位产品磨浆能耗≤100kwh/t；产品湿强度和干强度均增加，纸机断纸次数降低30%，产品次品率降低至2%，经济效益显著。

Description

一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺
技术领域
本发明涉及一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，属于造纸技术领域。
背景技术
我国造纸行业目前原料结构以废纸原料为主体，近两年的占比达到58%左右。废纸也称为二次纤维，回收二次纤维作为造纸原料，可减少大量木材使用量，并有利于环保。一般来说，1t优质废纸可造纸约800kg，可节省2~3t木材，节约用电1000kWh，节约用水50m3。废纸制浆造纸，是我国发展循环经济的典型。废纸作为造纸原料，与林木和非木原料相比，不需要备料、蒸煮、漂白等一系列工艺过程，不仅节约了生产过程中需要的巨额费用，还大幅度降低了能耗，减少污染物排放量。
随着废纸纤维周而复始重复循环使用，纸浆纤维的力学性能逐渐劣质化，导致在此抄造的包装纸板无法达到生产使用要求。在这种情况下，简单经济的酶解淀粉被广泛当作浆内和表面增强剂使用，成为了箱板纸企业生产线上的标配。但在生产过程中，淀粉逐步溶解并进入水中，在制浆造纸系统中不断积累，大幅度降低了浆料的滤水性能，浆料滤液黏度上升，微生物滋长，对造纸生产环境产生了严重影响，成纸质量也会有一定程度的下降，同时也增加了废水处理负荷。
为提高废纸造纸的成纸质量，同时减少淀粉的使用量，需要开发出新的可降解的物质来代替淀粉使用。因此，一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺是很有必要的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，包括以下几个步骤：
（1）碎浆：废纸经过碎浆、除渣、筛选、分级处理后分为长纤维浆、中纤维浆和短纤维浆；
（2）微纤维化处理：取部分短纤维浆经过碱性预处理、一段粗磨、稳浆、二段精磨处理后得到微纤维化纤维；
（3）热分散：长纤维浆经热分散、磨浆处理后进入长纤浆池，中纤维浆和短纤维浆经热分散处理后分别进入中纤浆池和短纤浆池；
（4）配浆及上网成形：面层浆料：80%中纤维浆+20%长纤维浆；芯层：100%短纤维浆；底层：85%-89%长纤维浆+10%短纤+1%-5%微纤化纤维浆，经流送系统后到面、芯、底层成形网形成湿纸幅；
（5）压榨、干燥和施胶：将纸幅进行压榨，再采用烘缸进行干燥，得到原纸；对原纸进行表面喷淋施胶，得到最后的箱板纸。
所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，步骤（2）中碱性预处理具体为：向短纤维浆中加入浓度为3%-5%的NaOH溶液，搅拌处理时间30min-60min。
所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，步骤（2）中一段粗磨具体为：采用双盘磨浆机，宽尺型磨片，磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1000-1200rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数10-20次。
所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，步骤（2）中二段精磨具体为：采用双盘磨浆机，细尺型磨片，磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1200-1500rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数20-30次。
所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，步骤（3）中，在浆料中加入助留剂再进行上网抄纸；所述助留剂包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺30-40份、凹凸棒土3-8份、玉米淀粉10-16份和聚乙二醇10-20份。
所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，所述助留剂是通过以下步骤获得的：将凹凸棒土、玉米淀粉和聚乙二醇置于高速剪切机内，经过高速剪切后的混合物与聚丙烯酰胺在搅拌状态下混合后得到助留剂。
所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，步骤（3）中，在浆料中加入助滤剂再进行上网抄纸；所述助滤剂包括以下重量份数的原料：硅藻土30-40份和十二烷基磺酸钠3-6份。
所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，所述助滤剂是通过以下步骤获得的：将硅藻土和十二烷基磺酸钠置于高速剪切机内，经过高速剪切后得到助滤剂。
本发明所达到的有益效果：
本发明的工艺对短纤维浆进行两段磨浆得到微纤维化纤维，再经过配浆后抄纸，得到的成纸能够达到较高的质量。成纸紧度≥0.70g/cm3，耐破指数≥2.60kPa•m2/g，环压指数≥9.0N•m/g，吸水性（正/反）≤40/70g/m2，平滑度≥7.0s，交货水分8.0±2.0%。单位产品磨浆能耗≤100kwh/t；产品湿强度和干强度均增加，纸机断纸次数降低30%，产品次品率降低至2%，经济效益显著。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，包括以下几个步骤：
（1）碎浆：废纸经过碎浆、除渣、筛选、分级处理后分为长纤维浆、中纤维浆和短纤维浆；
（2）微纤维化处理：取部分短纤维浆经过碱性预处理、一段粗磨、稳浆、二段精磨处理后得到微纤维化纤维；
（3）热分散：长纤维浆经热分散、磨浆处理后进入长纤浆池，中纤维浆和短纤维浆经热分散处理后分别进入中纤浆池和短纤浆池；
（4）配浆及上网成形：面层浆料：80%中纤维浆+20%长纤维浆；芯层：100%短纤维浆；底层：85%-89%长纤维浆+10%短纤+1%-5%微纤化纤维浆，经流送系统后到面、芯、底层成形网形成湿纸幅；
（5）压榨、干燥和施胶：将纸幅进行压榨，再采用烘缸进行干燥，得到原纸；对原纸进行表面喷淋施胶，得到最后的箱板纸。
其中，步骤（2）中碱性预处理具体为：向短纤维浆中加入浓度为3%-5%的NaOH溶液，搅拌处理时间30min-60min。一段粗磨具体为：采用双盘磨浆机，宽尺型磨片（沟槽宽度3.0-4.0mm），磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1000-1200rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数10-20次。二段精磨具体为：采用双盘磨浆机，细尺型磨片（沟槽宽度1.0-2.0mm），磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1200-1500rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数20-30次。
步骤（3）中，在浆料中加入助留剂再进行上网抄纸；所述助留剂包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺30份、凹凸棒土3份、玉米淀粉10份和聚乙二醇10份。
所述助留剂是通过以下步骤获得的：将凹凸棒土、玉米淀粉和聚乙二醇置于高速剪切机内，经过高速剪切后的混合物与聚丙烯酰胺在搅拌状态下混合后得到助留剂。
步骤（3）中，在浆料中加入助滤剂再进行上网抄纸；所述助滤剂包括以下重量份数的原料：硅藻土40份和十二烷基磺酸钠6份。
所述助滤剂是通过以下步骤获得的：将硅藻土和十二烷基磺酸钠置于高速剪切机内，经过高速剪切后得到助滤剂。
实施例2
一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，包括以下几个步骤：
（1）碎浆：废纸经过碎浆、除渣、筛选、分级处理后分为长纤维浆、中纤维浆和短纤维浆；
（2）微纤维化处理：取部分短纤维浆经过碱性预处理、一段粗磨、稳浆、二段精磨处理后得到微纤维化纤维；
（3）热分散：长纤维浆经热分散、磨浆处理后进入长纤浆池，中纤维浆和短纤维浆经热分散处理后分别进入中纤浆池和短纤浆池；
（4）配浆及上网成形：面层浆料：80%中纤维浆+20%长纤维浆；芯层：100%短纤维浆；底层：85%-89%长纤维浆+10%短纤+1%-5%微纤化纤维浆，经流送系统后到面、芯、底层成形网形成湿纸幅；
（5）压榨、干燥和施胶：将纸幅进行压榨，再采用烘缸进行干燥，得到原纸；对原纸进行表面喷淋施胶，得到最后的箱板纸。
其中，步骤（2）中碱性预处理具体为：向短纤维浆中加入浓度为3%-5%的NaOH溶液，搅拌处理时间30min-60min。一段粗磨具体为：采用双盘磨浆机，宽尺型磨片（沟槽宽度3.0-4.0mm），磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1000-1200rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数10-20次。二段精磨具体为：采用双盘磨浆机，细尺型磨片（沟槽宽度1.0-2.0mm），磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1200-1500rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数20-30次。
步骤（3）中，在浆料中加入助留剂再进行上网抄纸；所述助留剂包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺40份、凹凸棒土8份、玉米淀粉16份和聚乙二醇20份。
所述助留剂是通过以下步骤获得的：将凹凸棒土、玉米淀粉和聚乙二醇置于高速剪切机内，经过高速剪切后的混合物与聚丙烯酰胺在搅拌状态下混合后得到助留剂。
步骤（3）中，在浆料中加入助滤剂再进行上网抄纸；所述助滤剂包括以下重量份数的原料：硅藻土30份和十二烷基磺酸钠3份。
所述助滤剂是通过以下步骤获得的：将硅藻土和十二烷基磺酸钠置于高速剪切机内，经过高速剪切后得到助滤剂。
实施例3
一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，包括以下几个步骤：
（1）碎浆：废纸经过碎浆、除渣、筛选、分级处理后分为长纤维浆、中纤维浆和短纤维浆；
（2）微纤维化处理：取部分短纤维浆经过碱性预处理、一段粗磨、稳浆、二段精磨处理后得到微纤维化纤维；
（3）热分散：长纤维浆经热分散、磨浆处理后进入长纤浆池，中纤维浆和短纤维浆经热分散处理后分别进入中纤浆池和短纤浆池；
（4）配浆及上网成形：面层浆料：80%中纤维浆+20%长纤维浆；芯层：100%短纤维浆；底层：85%-89%长纤维浆+10%短纤+1%-5%微纤化纤维浆，经流送系统后到面、芯、底层成形网形成湿纸幅；
（5）压榨、干燥和施胶：将纸幅进行压榨，再采用烘缸进行干燥，得到原纸；对原纸进行表面喷淋施胶，得到最后的箱板纸。
其中，步骤（2）中碱性预处理具体为：向短纤维浆中加入浓度为3%-5%的NaOH溶液，搅拌处理时间30min-60min。一段粗磨具体为：采用双盘磨浆机，宽尺型磨片（沟槽宽度3.0-4.0mm），磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1000-1200rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数10-20次。二段精磨具体为：采用双盘磨浆机，细尺型磨片（沟槽宽度1.0-2.0mm），磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1200-1500rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数20-30次。
步骤（3）中，在浆料中加入助留剂再进行上网抄纸；所述助留剂包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺36份、凹凸棒土6份、玉米淀粉12份和聚乙二醇18份。
所述助留剂是通过以下步骤获得的：将凹凸棒土、玉米淀粉和聚乙二醇置于高速剪切机内，经过高速剪切后的混合物与聚丙烯酰胺在搅拌状态下混合后得到助留剂。
步骤（3）中，在浆料中加入助滤剂再进行上网抄纸；所述助滤剂包括以下重量份数的原料：硅藻土36份和十二烷基磺酸钠4份。
所述助滤剂是通过以下步骤获得的：将硅藻土和十二烷基磺酸钠置于高速剪切机内，经过高速剪切后得到助滤剂。
对比例1
一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，包括以下几个步骤：
（1）碎浆：废纸经过碎浆、除渣、筛选、分级处理后分为长纤维浆、中纤维浆和短纤维浆；
（3）热分散：长纤维浆经热分散、磨浆处理后进入长纤浆池，中纤维浆和短纤维浆经热分散处理后分别进入中纤浆池和短纤浆池；
（4）配浆及上网成形：面层浆料：80%中纤维浆+20%长纤维浆；芯层：100%短纤维浆；底层：85%-89%长纤维浆+11-15%短纤维浆，经流送系统后到面、芯、底层成形网形成湿纸幅；
（5）压榨、干燥和施胶：将纸幅进行压榨，再采用烘缸进行干燥，得到原纸；对原纸进行表面喷淋施胶，得到最后的箱板纸。
其余均与实施例3相同。
对比例2
一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，包括以下几个步骤：
（1）预处理：将废纸置于磨浆机中得到初级浆料，将初级浆料置于反应釜中，加入硫酸，搅拌反应30-40min；加入氢氧化钠调节pH为6-7，加入二氧化硅和淀粉，再次置于磨浆机中进行磨浆，过滤后得到浆料，将浆料置于反应釜中，加入壳聚糖，加热至80-90℃，反应40-50min后过滤得到最终浆料；
（2）抄纸成型：将得到的最终浆料进入热分散系统进行分散后上网抄纸成型后分别纸幅；
（3）压榨和干燥：将纸幅进行压榨，再采用烘缸进行干燥，得到原纸；
（4）施胶：对原纸进行表面喷淋施胶，得到最后的箱板纸。
不加助留剂和助滤剂。
其余均与实施例3相同。
对各实施例和对比例制备出来的纸张进行性能测试，具体结果见下表：
Figure 36079DEST_PATH_IMAGE001
与对比例1相比，实施例3通过两段磨浆工艺对短纤维浆进行微纤化处理，在不增加能耗的前提下，提高成纸质量，增加系统洁净度，降低白水处理负荷；与对比例2相比，实施例3的浆料加入了助留剂和助滤剂，提高了成纸的质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，包括以下几个步骤：
（1）碎浆：废纸经过碎浆、除渣、筛选、分级处理后分为长纤维浆、中纤维浆和短纤维浆；
（2）微纤维化处理：取部分短纤维浆经过碱性预处理、一段粗磨、稳浆、二段精磨处理后得到微纤维化纤维；
（3）热分散：长纤维浆经热分散、磨浆处理后进入长纤浆池，中纤维浆和短纤维浆经热分散处理后分别进入中纤浆池和短纤浆池；
（4）配浆及上网成形：面层浆料：80%中纤维浆+20%长纤维浆；芯层：100%短纤维浆；底层：85%-89%长纤维浆+10%短纤+1%-5%微纤化纤维浆，经流送系统后到面、芯、底层成形网形成湿纸幅；
（5）压榨、干燥和施胶：将纸幅进行压榨，再采用烘缸进行干燥，得到原纸；对原纸进行表面喷淋施胶，得到最后的箱板纸。
2.根据权利要求1所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，步骤（2）中碱性预处理具体为：向短纤维浆中加入浓度为3%-5%的NaOH溶液，搅拌处理时间30min-60min。
3.根据权利要求1所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，步骤（2）中一段粗磨具体为：采用双盘磨浆机，宽尺型磨片，磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1000-1200rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数10-20次。
4.根据权利要求1所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，步骤（2）中二段精磨具体为：采用双盘磨浆机，细尺型磨片，磨浆浓度2%-4%，磨盘转速1200-1500rpm，浆流量250-500L/min，磨浆循环次数20-30次。
5.根据权利要求1所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，步骤（3）中，在浆料中加入助留剂再进行上网抄纸；所述助留剂包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺30-40份、凹凸棒土3-8份、玉米淀粉10-16份和聚乙二醇10-20份。
6.根据权利要求5所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，所述助留剂是通过以下步骤获得的：将凹凸棒土、玉米淀粉和聚乙二醇置于高速剪切机内，经过高速剪切后的混合物与聚丙烯酰胺在搅拌状态下混合后得到助留剂。
7.根据权利要求1所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，步骤（3）中，在浆料中加入助滤剂再进行上网抄纸；所述助滤剂包括以下重量份数的原料：硅藻土30-40份和十二烷基磺酸钠3-6份。
8.根据权利要求7所述的一种利用废纸微纤化纤维进行造纸的工艺，其特征是，所述助滤剂是通过以下步骤获得的：将硅藻土和十二烷基磺酸钠置于高速剪切机内，经过高速剪切后得到助滤剂。
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