CN112458780A - 一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法 - Google Patents

一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，经制浆，浓缩，高浓打浆，流送调料，除砂，上网成型，压榨，干燥，卷取，复卷，打包生产而成，使用100％的杉木纤维浆，经22％的高浓度打浆后过中浓盘磨打浆，设置上网浓度0.18％‑0.3％，上网pH值6.5‑7.5，上网成型后经四辊三压区压榨干度47％‑49％；所得地膜纸纸张定量50‑60g/m2，纸张干度为8％‑9％，透气度30‑45μm/Pa·s，纵向抗张指数38‑42N.m/g，横向抗张指数22‑28N.m/g，吸水值30‑45g/m2，纸张紧度0.38‑0.43g/m3。本发明以杉木边角料、枝丫材纤维为原料，不仅拓展了地膜纸的原料来源、缓解了原生木材供应紧张的局面，而且在一定程度上改善了地膜纸的性能。

Description

一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法。
背景技术
地膜覆盖栽培，是一项优良的农业增产技术，由于地膜能有效控制土壤温湿度，减少水分和营养物流失，防治杂草生产，因此能为农作物创造有利的局部生长环境。然而，常规地膜普遍采用聚合物材料，在土壤中难以自行降解。针对这一问题，现有技术的研究者开发了各类可降解地膜，纸质地膜(又可称为地膜纸或植物纤维地膜)就是其中之一。地膜纸以植物纤维为原料，土壤中的微生物可自行将其分解，而且分解产物可作为有机肥料，增进土壤肥力，受到市场的广泛认可。然而，目前地膜纸的原料主要为木质纤维或草纤维，不仅原料来源较为局限，而且对纸浆要求较高，工艺过程复杂。此外，常规工艺所制备的地膜纸，在透气性、热封性、阻光性等方面也有待改善。
杉木是长江流域、秦岭以南地区栽培最广、成长快、经济价值高的用材树种。杉木原料属针叶木，纤维长，长宽比较大，木素含量比较高，不易于分丝帚化，成纸强度好，是一种优良的造纸纤维原料。但杉木边角料、枝丫材杂质比较多、得浆率比成型材偏低，用于成纸外观和强度有比较高要求的纸种抄造对质量有很大影响，因此一直没有得到大规模应用。地膜纸对外观和强度要求不是很高，相反要求纸张有一定的土壤适应性，杉木边角料、枝丫材做的浆料生产的地膜纸完全能满足这些要求。
杉木可供建筑、桥梁、造船、矿柱、木桩、家具等原料用。每年各地加工厂和采伐山林地都有大量的边角料、枝丫材废弃物，只能用做焚烧，甚至大量的堆积在采伐后的山林地里，存在很大的失火危险。在这种情况下，如果能以废弃杉木边角料、枝丫材制浆后生产地膜纸，将是一种取之于农、还于农的可持续方案，在减少塑料污染的同时，有利于保持整体的生态平衡。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，以解决可降解地膜纸的原料来源较为局限的技术问题。
本发明要解决的另一技术问题是，常规工艺制备的地膜纸产品，在性能方面有待改善。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，经制浆，浓缩，高浓打浆，流送调料，除砂，上网成型，压榨，干燥，卷取，复卷，打包生产而成，其中，使用制得的杉木边角料、枝丫材纤维浆，经22％的高浓度打浆后过中浓盘磨打浆，设置上网浓度0.18％-0.3％，上网pH值6.5-7.5，上网成型后经四辊三压区压榨干度47％-49％。
作为优选，该方法包括以下步骤：
1)制浆：包括选料、破碎、筛选、加液、汽蒸、洗浆、筛浆、抄造；
2)浓缩：使用真空浓缩机对杉木浆进行浓缩；
3)打浆：22％高浓打浆叩解度25-30°SR，再经450双盘磨进行打浆，打浆后的叩解度45-50°SR；
4)流送调料：添加增强淀粉、干强剂、助留剂、助滤剂、湿强剂、中性胶；
5)除砂：过滤杉木浆当中含有的砂质成分；
6)筛浆：使用压力筛进行筛浆，分离杂质；
7)上网成形：设置上网浓度0.18％-0.3％，上网pH值6.5-7.5，成形后干度23％-25％；
8)压榨：在四辊三压区进行压榨；设置压榨线压值，出压榨干度47％-49％；
9)干燥：将纸页置于烘缸烘干；
10)卷取、复卷、打包。
作为优选，所述压榨线压值为：一压68kn/m，二压88kn/m，三压142kn/m。
作为优选，步骤1)包括以下步骤：
A、选料：选用杉木边角料、枝丫材作为原料(宜选用杂质含量少的部分)；
B、破碎：对原料进行破碎(制成符合工艺要求的规格)；
C、筛选：选取长度为10-50mm的杉木片作为制浆的原料；
D、加液：按比例与纸浆洗涤后的洗涤液，与杉木片进行混合搅拌；
E、汽蒸：往蒸煮锅逐步添加蒸汽至设定温度，保温60min后放入喷放锅；
F、洗浆：经过汽蒸后的杉木浆用泵送到洗浆机进行真空洗浆；
G、筛浆：包括第一次筛浆与第二次筛浆，第二次筛浆用洗渣机筛洗出杉木浆当中包含的渣料，将渣料通过盘磨进行粉碎并进行重复洗浆与筛浆操作；
H、抄造：将所得杉木浆进行造纸。
作为优选，所述加液步骤当中的比例指的是所加碱液与洗涤液的总量与水的重量比1:4，其中杉木片水分占46％。
作为优选，在步骤1)的过程中，保持原纤维。
作为优选，所述汽蒸过程包括：通过添加蒸汽的量使温度从70℃提升到120℃，所用时间为70min；从120℃提升到130℃，所用时间为35min；从130℃提升到168℃，所用时间为90min；保温时间为60min。
作为优选，步骤A中所述的原料包括杉木的树皮、树叶、树节。
作为优选，所得地膜纸纸张定量50-60g/m2，纸张干度为8％-9％，透气度30-45μm/Pa·s，纵向抗张指数38-42N.m/g，横向抗张指数22-28N.m/g，吸水值30-45g/m2，纸张紧度0.38-0.43g/m3。
本发明提供了一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法。该技术方案以杉木边角料、枝丫材纤维为原料，经生产工艺的改进，生产出既环保又可降解的地膜纸。不仅拓展了地膜纸的原料来源，而且在一定程度上缓解了原生木材供应紧张的局面。
本发明的技术优势集中体现在以下方面：
(1)原料由原生木浆改为边角料、枝丫材浆，拓宽了原料的来源，解决了原生木材供应紧张的局面；
(2)因杉木浆本身的特性以及打浆工艺的改变，生产的地膜纸透气性大大提高，有好的热封性，阻光性，耐热性，保香性。纸页外观平整美观。
(3)符合国家绿色生态经济发展的理念，有利于生态环保与市场经济的协调发展。
附图说明
图1是本发明生产地膜纸的工艺流程图。
图2是本发明中，制备杉木浆的工艺流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，经制浆、浓缩，高浓打浆，流送调料，除砂，上网成型，压榨，干燥，卷取，复卷，打包生产而成，使用制得的100％边角料、枝丫材杉木浆，经450双盘磨打浆，设置上网浓度0.18％-0.3％，上网pH值6.5-7.5，上网成型后经四辊三压区压榨干度47％-49％，所得复合原纸定量50-60g/m2，纸张干度为8％-9％，透气度20-45μm/Pa·s，纵向抗张指数38-42N.m/g，横向抗张指数22-28N.m/g，吸水值30-45g/m2，纸张紧度0.38-0.43g/m3。
上述方法具体包括以下步骤：
(1)制浆：包括选料、破碎、筛选、加液、汽蒸、洗浆、筛浆；
(2)浓缩：使用真空浓缩机对杉木浆进行浓缩；
(3)打浆：22％高浓打浆叩解度25-30°SR，再经450双盘磨进行打浆，打浆后的叩解度45-50°SR；
(4)流送调料：添加增强淀粉、干强剂、助留剂、助滤剂、中性胶，湿强剂；
(5)除砂：过滤杉木浆当中含有的砂质成分；
(6)筛浆：使用压力筛进行筛浆，分离杂质；
(7)上网成形：设置上网浓度0.18％-0.3％，上网pH值6.5-7.5，成形后干度23％-25％；
(8)压榨：在四辊三压区进行压榨；设置压榨线压值，出压榨干度47％-49％；
(9)干燥：将纸页置于烘缸烘干；
(10)卷取、复卷、打包。
其中，所述压榨线压值为：一压68kn/m，二压88kn/m，三压142kn/m。
其中，所述步骤(1)制浆的具体过程包括：
A、选料：选用树皮、树叶、木节等杂质含量少的杉木边角料、枝丫材作为原料；
B、破碎：对原料进行破碎，制成符合工艺要求的规格；
C、筛选：选取长度为10-50mm的杉木片作为制浆的原料；
D、加液：按比例与纸浆洗涤后的洗涤液，与杉木片进行混合搅拌；
E、汽蒸：往蒸煮锅逐步添加蒸汽至设定温度，保温60min后放入喷放锅；
F、洗浆：经过汽蒸后的杉木浆用泵送到洗浆机进行真空洗浆；
G、筛浆：包括第一次筛浆与第二次筛浆，第二次筛浆用洗渣机筛洗出杉木浆当中包含的渣料，将渣料通过盘磨进行粉碎并进行重复洗浆与筛浆操作；
H、抄造：将所得杉木浆进行造纸。
其中，所述加液步骤当中的比例指的是所加液与洗涤液的总量与水的重量比1:4，其中杉木片水分占46％。
其中，所述汽蒸过程包括：通过添加蒸汽的量使温度从70℃提升到120℃，所用时间为70min；从120℃提升到130℃，所用时间为35min；从130℃提升到168℃，所用时间为90min；保温时间为60min。
实施例1
如图1、图2、表1所示：选取价格低廉，来源广泛的木材加工厂杉木边角料和枝丫材作为杉木浆基本原料；经破碎筛选10-50mm的合格杉木片后进入蒸煮锅蒸煮；在进行蒸煮之前按照添加物与水重量比1：4的比例与纸浆洗涤后的洗涤液，与杉木片进行混合搅拌，其中杉木片水分占46％；往蒸煮锅逐步添加蒸汽至设定温度，当中温度的变化过程及时间包括：通过添加蒸汽的量使温度从70℃提升到120℃，所用时间为70min；从120℃提升到130℃，所用时间为35min；从130℃提升到168℃，所用时间为90min；保温时间为60min；保温后喷放到喷放锅；经过汽蒸后的杉木浆用泵送到洗浆机进行真空洗浆；经过洗浆后，进行筛浆，筛浆包括第一次筛浆与第二次筛浆，第二次筛浆用洗渣机筛洗出杉木浆当中包含的渣料，将渣料通过盘磨进行粉碎并进行重复洗浆与筛浆操作；最后，将所得杉木浆进行造纸。
使用真空浓缩机对杉木浆进行浓缩；杉木浆纤维较长，但枝丫材纤维相对较短、细小纤维多，而复合原纸又要求比较高的透气度，表面不能太光滑，打浆时纤维只能适当切断，因此要尽量提高打浆浓度，使用22％高浓打浆叩解度25°SR经450双盘磨打浆后打浆度45°SR；往杉木浆当中添加增强淀粉、助留剂、干强剂、助滤剂、湿强剂、中性胶等辅料进行搅拌；然后，使用压力筛进行筛浆，分离杂质；经飘片式流浆箱上网成型，设置上网浓度0.2％，上网pH值6.5，成形后干度23％-25％；上网成型后经四辊三压区压榨，设置压榨线压值：一压68kn/m二压88kn/m三压142kn/m，出压榨干度47％-49％；将纸页置于烘缸烘干干燥；卷取、复卷、打包，所得复合原纸定量60g/m2，纸张干度为8％-9％，透气度36μm/Pa·s，纵向抗张指数38.1N.m/g，横向抗张指数23.2N.m/g，吸水值32g/m2，纸张紧度0.391g/m3。
实施例2
如图1、图2、表1所示：选取价格低廉，来源广泛的木材加工厂杉木边角料和枝丫材作为杉木浆基本原料；经破碎筛选10-50mm的合格杉木片后进入蒸煮锅蒸煮；在进行蒸煮之前按照添加物与水重量比1：4的比例与纸浆洗涤后的洗涤液，与杉木片进行混合搅拌，其中杉木片水分占46％；往蒸煮锅逐步添加蒸汽至设定温度，当中温度的变化过程及时间包括：通过添加蒸汽的量使温度从70℃提升到120℃，所用时间为70min；从120℃提升到130℃，所用时间为35min；从130℃提升到168℃，所用时间为90min；保温时间为60min；保温后喷放到喷放锅；经过汽蒸后的杉木浆用泵送到洗浆机进行真空洗浆；经过洗浆后，进行筛浆，筛浆包括第一次筛浆与第二次筛浆，第二次筛浆用洗渣机筛洗出杉木浆当中包含的渣料，将渣料通过盘磨进行粉碎并进行重复洗浆与筛浆操作；最后，将所得杉木浆进行造纸。
使用真空浓缩机对杉木浆进行浓缩；杉木浆纤维较长，但枝丫材纤维相对较短、细小纤维多，而复合原纸又要求比较高的透气度，表面不能太光滑，打浆时纤维只能适当切断，因此要尽量提高打浆浓度，使用22％高浓打浆叩解度25°SR再经450双盘磨打浆后打浆度47°SR；往杉木浆当中添加增强淀粉、助留剂、干强剂、助滤剂、湿强剂、中性胶等辅料进行搅拌；然后，使用压力筛进行筛浆，分离杂质；经飘片式流浆箱上网成型，设置上网浓度0.21％，上网pH值6.8，成形后干度23％-25％；上网成型后经四辊三压区压榨，设置压榨线压值：一压68kn/m二压88kn/m三压142kn/m，出压榨干度47％-49％；将纸页置于烘缸烘干干燥；卷取、复卷、打包，所得复合原纸定量60g/m2，纸张干度为8％-9％，透气度32μm/Pa·s，纵向抗张指数39.4N.m/g，横向抗张指数25.4N.m/g，吸水值35g/m2，纸张紧度0.411g/m3。
实施例3
如图1、图2、表1所示：选取价格低廉，来源广泛的木材加工厂杉木边角料和枝丫材作为杉木浆基本原料；经破碎筛选10-50mm的合格杉木片后进入蒸煮锅蒸煮；在进行蒸煮之前按照添加物与水重量比1：4的比例与纸浆洗涤后的洗涤液，与杉木片进行混合搅拌，其中杉木片水分占46％；往蒸煮锅逐步添加蒸汽至设定温度，当中温度的变化过程及时间包括：通过添加蒸汽的量使温度从70℃提升到120℃，所用时间为70min；从120℃提升到130℃，所用时间为35min；从130℃提升到168℃，所用时间为90min；保温时间为60min；保温后喷放到喷放锅；经过汽蒸后的杉木浆用泵送到洗浆机进行真空洗浆；经过洗浆后，进行筛浆，筛浆包括第一次筛浆与第二次筛浆，第二次筛浆用洗渣机筛洗出杉木浆当中包含的渣料，将渣料通过盘磨进行粉碎并进行重复洗浆与筛浆操作；最后，将所得杉木浆进行造纸。
使用真空浓缩机对杉木浆进行浓缩；杉木浆纤维较长，但枝丫材纤维相对较短、细小纤维多，而复合原纸又要求比较高的透气度，表面不能太光滑，打浆时纤维只能适当切断，因此要尽量提高打浆浓度，使用22％高浓打浆叩解度25°SR再经450双盘磨打浆后打浆度48°SR；往杉木浆当中添加增强淀粉、助留剂、干强剂、助滤剂、湿强剂、中性胶等辅料进行搅拌；然后，使用压力筛进行筛浆，分离杂质；经飘片式流浆箱上网成型，设置上网浓度0.231％，上网pH值7.0，成形后干度23％-25％；上网成型后经四辊三压区压榨，设置压榨线压值：一压68kn/m二压88kn/m三压142kn/m，出压榨干度47％-49％；将纸页置于烘缸烘干干燥；卷取、复卷、打包，所得复合原纸定量60g/m2，纸张干度为8％-9％，透气度30μm/Pa·s，纵向抗张抗张指数40.3N.m/g，横向抗张指数26.8N.m/g，吸水值37g/m2，纸张紧度0.427g/m3。
表1实施例1～3的地膜纸参数列表
Figure BDA0002760491410000071
Figure BDA0002760491410000081
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，经制浆，浓缩，高浓打浆，流送调料，除砂，上网成型，压榨，干燥，卷取，复卷，打包生产而成，其特征在于，使用制得的杉木边角料、枝丫材纤维浆，经22％的高浓度打浆后过中浓盘磨打浆，设置上网浓度0.18％-0.3％，上网pH值6.5-7.5，上网成型后经四辊三压区压榨干度47％-49％。
2.根据权利要求1所的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)制浆：包括选料、破碎、筛选、加液、汽蒸、洗浆、筛浆、抄造；
2)浓缩：使用真空浓缩机对杉木浆进行浓缩；
3)打浆：22％高浓打浆叩解度25-30°SR，再经450双盘磨进行打浆，打浆后的叩解度45-50°SR；
4)流送调料：添加增强淀粉、干强剂、助留剂、助滤剂、湿强剂、中性胶；
5)除砂：过滤杉木浆当中含有的砂质成分；
6)筛浆：使用压力筛进行筛浆，分离杂质；
7)上网成形：设置上网浓度0.18％-0.3％，上网pH值6.5-7.5，成形后干度23％-25％；
8)压榨：在四辊三压区进行压榨；设置压榨线压值，出压榨干度47％-49％；
9)干燥：将纸页置于烘缸烘干；
10)卷取、复卷、打包。
3.根据权利要求2所述的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于所述压榨线压值为：一压68kn/m，二压88kn/m，三压142kn/m。
4.根据权利要求2所述的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于步骤1)包括以下步骤：
A、选料：选用杉木边角料、枝丫材作为原料；
B、破碎：对原料进行破碎；
C、筛选：选取长度为10-50mm的杉木片作为制浆的原料；
D、加液：按比例与纸浆洗涤后的洗涤液，与杉木片进行混合搅拌；
E、汽蒸：往蒸煮锅逐步添加蒸汽至设定温度，保温60min后放入喷放锅；
F、洗浆：经过汽蒸后的杉木浆用泵送到洗浆机进行真空洗浆；
G、筛浆：包括第一次筛浆与第二次筛浆，第二次筛浆用洗渣机筛洗出杉木浆当中包含的渣料，将渣料通过盘磨进行粉碎并进行重复洗浆与筛浆操作；
H、抄造：将所得杉木浆进行造纸。
5.根据权利要求4所述的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于，所述加液步骤当中的比例指的是所加碱液与洗涤液的总量与水的重量比1:4，其中杉木片水分占46％。
6.根据权利要求4所述的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于，在步骤1)的过程中，保持原纤维。
7.根据权利要求4所述的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于，所述汽蒸过程包括：通过添加蒸汽的量使温度从70℃提升到120℃，所用时间为70min；从120℃提升到130℃，所用时间为35min；从130℃提升到168℃，所用时间为90min；保温时间为60min。
8.根据权利要求4所述的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于，步骤A中所述的原料包括杉木的树皮、树叶、树节。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种利用杉木边角料、枝丫材浆生产可降解地膜纸的方法，其特征在于，所得地膜纸纸张定量50-60g/m2，纸张干度为8％-9％，透气度30-45μm/Pa·s，纵向抗张指数38-42N.m/g，横向抗张指数22-28N.m/g，吸水值30-45g/m2，纸张紧度0.38-0.43g/m3。
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