CN112709091B

CN112709091B - 一种制备卡纸浆料的方法及卡纸

Info

Publication number: CN112709091B
Application number: CN202011618341.7A
Authority: CN
Inventors: 李飞; 陈剑; 刘丽图; 杨冬梅; 卢诗强; 王保兴; 詹建波; 余振华; 卢伟; 殷沛沛; 马洪生
Original assignee: Zhuhai Huafeng Paper Co ltd; Zhuhai Hongta Renheng Packaging Co ltd
Current assignee: Zhuhai Huafeng Paper Co ltd; Zhuhai Hongta Renheng Packaging Co ltd
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2040-12-30
Also published as: CN112709091A

Abstract

本发明涉及一种制备卡纸浆料的方法及卡纸。该方法包括：(1)提供原料烟梗纤维浆，所述原料烟梗纤维浆的加拿大游离度为250‑450ml，浓度为18～85％；(2)向原料烟梗纤维浆料中加入纤维素酶，使浆料中纤维素酶的活力达到2.25×10⁵～15×10⁵IU每吨烟梗干质量，进行酶处理，获得酶处理的烟梗纤维浆；(3)提供木浆，所述木浆的加拿大游离度为250～450ml；(4)按烟梗纤维和木浆纤维的干重比2～4：6～8的比例，将酶处理的烟梗纤维浆与木浆混合，获得卡纸浆料。

Description

一种制备卡纸浆料的方法及卡纸

技术领域

本发明涉及造纸处理领域，具体涉及一种制备卡纸浆料的方法及卡纸。

背景技术

烟梗是烟草行业中的一种农业剩余原料，有部份烟梗用于与烟叶一起制成薄片加入香烟中，少量用于有机肥，但仍有大部份烟梗余料无法使用完。

相关技术将烟梗粉末添加到纸浆中用于造纸。

发明内容

发明人发现，将烟梗原料添加到纸浆中用于造纸，存在以下技术问题；

(1)烟梗成分在纸张中的留着率较低，原料利用率低；

(2)造纸过程中滤水慢，能耗高；

(3)纸张平整性能不佳。

本公开提供了创新的含烟梗浆料的制备工艺，该工艺制备的含烟梗浆料用于卡纸的制备，具有如下优点：

(1)烟梗成分在纸张中的留着率较高，原料利用率高；

(2)造纸过程中滤水快，能耗低；

(3)纸张平整性较好。

本公开第一方面提供一种制备卡纸浆料的方法，包括：

(1)提供原料烟梗纤维浆，原料烟梗纤维浆的加拿大游离度为250-450ml，浓度为18-85％(例如18～25％)；

(2)向原料烟梗纤维浆料中加入纤维素酶，使浆料中纤维素酶的活力达到2.25×10⁵～15×10⁵IU每吨烟梗干质量，进行酶处理，获得酶处理的烟梗纤维浆；

(3)提供木浆，木浆的加拿大游离度为350～450ml；

(4)按烟梗纤维和木浆纤维的干重比2～4：6～8的比例的烟梗纤维浆与木浆混合，获得卡纸浆料。

在上述工艺中，特定游离度的烟梗纤维浆料、特定游离度的木浆浆料、特定的烟梗纤维和木浆纤维搭配比例、以及特定的纤维素酶处理工艺是十分关键的。这些因素协同地改善了提高了烟梗纤维与木浆纤维的相互作用机制，使得烟梗纤维的留着率提高，造纸滤水效率提高，纸张平整度提高。

不受理论限制，发明人推测上述技术手段可能对浆料中烟梗纤维的形貌、尺寸和表面性质有所改善，同时改善了烟梗纤维和木浆纤维的协调性，进而出人意料地获得了上述效果改善。

在一些实施方案中，步骤(1)中，原料烟梗纤维浆的浓度为18～85％，例如18～25％，例如25～35％，例如35～45％，例如45～55％，例如55～65％，例如65～75％，例如75～85，例如80～85％。

在一些实施方案中，步骤(1)中，原料烟梗纤维浆的游离度为250～450ml，例如350～450ml，例如400～450mL。

在一些实施方案中，步骤(2)中，浆料中纤维素酶的活力为2.25×10⁵～15×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如3×10⁵～4×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如4×10⁵～5×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如5×10⁵～6×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如6×10⁵～7×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如7×10⁵～8×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如8×10⁵～9×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如9×10⁵～10×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如10×10⁵～11×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如11×10⁵～12×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如12×10⁵～13×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如13×10⁵～14×10⁵IU每吨烟梗干质量，例如14×10⁵～15×10⁵IU每吨浆料。

在一些实施方案中，步骤(2)中，酶处理温度为30～50℃，例如35～45℃，例如40～45℃。

在一些实施方案中，步骤(2)中，酶处理时间为50～80min，例如60～70min，例如65～70min。

在一些实施方案中，步骤(3)中，木浆的加拿大游离度为400～450mL。

在一些实施方案中，步骤(3)中，木浆的叩解度为20～40°SR，例如20～25°SR，例如25～30°SR，例如30～35°SR，例如35～40°SR。

在一些实施方案中，按烟梗纤维和木浆纤维的干重比2～4：7的比例，将酶处理的烟梗纤维浆与木浆混合，获得卡纸浆料。

在一些实施方案中，按烟梗纤维和木浆纤维的干重比3：7的比例，将酶处理的烟梗纤维浆与木浆混合，获得卡纸浆料。

在一些实施方案中，步骤(3)中，木浆选自机械木浆、化学木浆或化学机械木浆中的一种或多种。

在一些实施方案中，化学木浆选自硫酸盐针叶木浆、硫酸盐阔叶木浆或其组合。

在一些实施方案中，化学木浆是漂白化学木浆或本色化学木浆。

在一些实施方案中，机械木浆选自盘磨机械木浆(RMP)或热磨机械木浆(TMP)。

在一些实施方案中，步骤(3)中，木浆是化学机械木浆。

在一些实施方案中，化学机械木浆选自化学热磨机械木浆(CTMP)(例如漂白化学热磨机械木浆BCTMP)、碱性过氧化氢机械磨木浆(APMP)中的一种或多种。

在一些实施方案中，步骤(4)包括，将酶处理的烟梗纤维浆与木浆浓度分别调至3～5％，按烟梗纤维和木浆纤维的干重比2～4：6～8的比例的烟梗纤维浆与木浆混合，获得卡纸浆料。

在一些实施方案中，步骤(1)中，原料烟梗纤维浆的叩解度为20～40°SR，例如20～25°SR，例如25～30°SR，例如30～35°SR，例如35～40°SR。

在一些实施方案中，卡纸浆料的游离度为250～450ml，例如350～450ml，例如400～450ml。

在一些实施方案中，卡纸浆料的叩解度为20～40°SR，例如20～25°SR，例如25～30°SR，例如30～35°SR，例如35～40°SR。

在一些实施方案中，卡纸浆料为卡纸芯浆层用浆料。

在一些实施方案中，原料烟梗纤维浆的制备方法包括：

(a1)提供干燥烟梗原料，烟梗长度范围5～20mm；

(a2)对烟梗原料进行解纤，包括将烟梗原料与水1:5～7液比混合，在65～80℃温度，使用磨齿解纤机，解纤至游离度750-950ml(例如750～800ml)；

(a3)对上一步产物进行打浆，包括：将解纤后的产物与水混合，调浓度至18-25％，调温度至45～55℃，使用磨浆机打浆至游离度250-450ml，获得原料烟梗纤维浆；

可选地，还包括：

(a4)将上一步产物调整至浓度25-85％。

在一些实施方案中，纤维素酶的活力是羧甲基纤维素酶活力(CMCA-DNS)。

在一些方面，本公开提供一种卡纸浆料，由上述任一项的方法制备获得。

在一些方面，本公开提供一种卡纸浆料套装，包括：

-面浆层浆料；

-芯浆层浆料；

-底浆层浆料；

其中，面浆层浆料、芯浆层浆料、底浆层浆料中的至少一种是上述卡纸浆料。

在一些实施方案中，面浆层浆料是上述卡纸浆料。可选地，制备卡纸浆料的方法中步骤(3)使用的木浆是化学木浆。

在一些实施方案中，芯浆层浆料是上述卡纸浆料。可选地，制备卡纸浆料的方法中步骤(3)使用的木浆是机械木浆或化学机械木浆。

在一些实施方案中，底浆层浆料是上述卡纸浆料。可选地，制备卡纸浆料的方法中步骤(3)使用的木浆是化学木浆。

在一些实施方案中，面浆层浆料是第一化学木浆。

在一些实施方案中，芯浆层浆料是上述卡纸浆料。

在一些实施方案中，底浆层浆料是第二化学木浆。

在一些实施方案中，面浆层浆料的叩解度为20～40°SR，例如20～25°SR，例如25～30°SR，例如30～35°SR，例如35～40°SR。

在一些实施方案中，芯浆层浆料的游离度为250～450ml，例如300～350ml，例如350～400ml。

在一些实施方案中，底浆层浆料的叩解度为20～40°SR，例如20～25°SR，例如25～30°SR，例如30～35°SR，例如35～40°SR。

在一些实施方案中，第一化学木浆和第二化学木浆各自独立地选自：硫酸盐针叶木浆和硫酸盐阔叶木浆。

在一些实施方案中，第一化学木浆和第二化学木浆各自独立地选自：漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆。

在一些实施方案中，第一木浆与第二木浆是相同的木浆或不同的木浆。

在一些实施方案中，面浆层化学木浆是漂白化学木浆，底浆层化学木浆是本色化学木浆、漂白化学木浆或其组合。

在一些方面，本公开提供一种卡纸制备方法，包括：使用多网造纸技术，将上述的卡纸浆料套装中的面浆层浆料、芯浆层浆料和底浆层浆料分别上网成形，然后实施包括层合、压榨和干燥的操作，获得卡纸。

在一些方面，本公开提供一种卡纸制备方法，包括：使用多网造纸技术，将上述的卡纸浆料套装中的面浆层浆料、芯浆层浆料和底浆层浆料分别上网成形，然后实施包括层合、压榨、前干燥、表面施胶、后干燥、硬压光、一次或多次涂布、干燥、软压光、卷取的操作，获得卡纸。

在一些实施方案中，面浆层浆料、芯浆层浆料和底浆层浆料的干重比为15～25：50～80：10～20。

在一些实施方案中，上述任一项的卡纸是白卡纸。

在一些实施方案中，上述任一项的卡纸是涂布白卡纸。

在一些实施方案中，上述任一项的卡纸的克重为170～300g/m²，例如200～250g/m²。

在一些方面，本公开提供一种卡纸，由上述任一项方法制备获得。

术语说明：

本公开一些实施方案中使用的术语具有如下含义：

“涂布白卡纸”符合标准《GBT10335.3-2018涂布纸和纸板涂布白卡纸》

“游离度”或“加拿大游离度”符合标准《GB/T 12660-2008纸浆滤水性能的测定“加拿大标准”游离度法》

“纤维素酶”符合《QB/T 2583-2003纤维素酶制剂》

除非特别说明，浆料的浓度是指浆料中干物质的质量浓度。

除非特别说明，％是指重量％。

有益效果：

(1)烟梗成分在纸张中的留着率较高，原料利用率高；

(2)造纸过程中纸浆滤水速度快，能耗低；

(3)纸张平整性较好。

附图说明

图1是实施例1的卡纸的芯浆层的照片；

图2是对比例1的卡纸的芯浆层的照片；

图3是实施例1的烟梗纤维的显微照片；

图4是对比例3的烟梗纤维的显微照片。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用药品或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

1、原料说明

2、卡纸的制备

下面使用上述原料制备实施例和对比例的卡纸。

实施例1

步骤1：提供干燥烟梗原料：长度范围在5～20mm的烟梗段；

步骤2：烟梗纤维浆的制备

2.1对烟梗原料进行解纤：包括：将烟梗原料与水按1:5重量比混合，在80℃温度，使用磨齿解纤机解纤，解纤至游离度750ml；

2.3对上一步产物进行打浆：包括：将解纤后的产物与水混合，调至烟梗浓度20％，在50℃温度，使用高浓磨浆机打浆，打浆至游离度400ml，获得原料烟梗纤维浆；

2.4按50g/吨烟梗干质量的添加量，向原料烟梗纤维浆料中加入纤维素酶，使浆料中纤维素酶的活力达到3.75×10⁵IU/吨烟梗干质量，进行酶处理，酶处理温度40℃，酶处理时间65min，获得酶处理的烟梗纤维浆。

步骤3：面浆层/芯浆层/底浆层的浆料的制备

3.1面浆层浆料的制备：

将第一化学木浆进行解纤和打浆，获得面浆层浆料，其叩解度为27°SR，浓度为4％。

3.2芯浆层浆料：

将化学机械木浆进行疏解，获得芯浆层浆料，其游离度为400ml，叩解度为32°SR，浓度为4％。

将烟梗纤维浆的浓度调至4％，然后按烟梗纤维干重：木浆纤维干重＝3：7的比例，将烟梗纤维浆与化学机械木浆混合，获得芯浆层浆料。

3.3底浆层浆料。

将第二化学木浆进行解纤和打浆，获得底浆层浆料，其叩解度为27°SR，浓度为4％。

步骤4：抄造

使用多网造纸技术，面浆层浆料、芯浆层浆料和底浆层浆料分别上网成形，面浆层浆料、芯浆层浆料和底浆层浆料的干重比为20：65：15，然后实施包括层合、压榨、前干燥、表面施胶、后干燥、硬压光、三次涂布、干燥、软压光、卷取的操作，获得涂布白卡纸，克重220g/m²。

实施例2

实施例2与实施例1相似，区别在于以下几点：

(1)酶处理温度为41℃；

(2)酶处理时间为70min。

其它步骤与实施例1相同，获得实施例2的卡纸。

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于步骤2烟梗纤维浆的制备，具体区别如下：

2、烟梗粉末浆的制备

2.1提供干燥烟梗原料：长度范围在5～20mm的烟梗段；

2.2对烟梗原料进行粉碎，粉碎至粒度平均粒径约36μm的粉末；

2.3对上一步产物进行洗涤：包括：将上述粉末与水混合，在常温温度下，使用压榨浓缩设备，洗涤浓缩到30％浓度，获得原料烟梗粉末浆。

2.4不实施纤维素酶处理的步骤。

其它步骤与实施例1相同，获得对比例1的卡纸。

对比例2

2、烟梗纤维浆的制备

2.1提供干燥烟梗原料；

2.2对烟梗原料进行解纤：包括：将烟梗原料与水1:6液比混合，在75℃温度，使用磨齿解纤机，解纤至游离度750ml；

2.3对上一步产物进行打浆：包括：将解纤后的产物与水混合，在19％浓度43℃温度，使用高浓磨浆机打浆，打浆至游离度350ml，获得原料烟梗纤维浆；

2.4不实施纤维素酶处理的步骤。

其它步骤与实施例1相同，获得对比例2的卡纸。

对比例3

对比例3与实施例1的区别在于步骤2(烟梗纤维浆的制备)，具体区别如下：

2、烟梗纤维浆的制备

2.1提供干燥烟梗原料；

2.2对烟梗原料进行解纤：包括：将烟梗原料与水1:5液比混合，在75℃温度，使用磨齿解纤机，解纤至游离度750ml；

2.3对上一步产物进行打浆：包括：将解纤后的产物与水混合到浓度22％，在45℃温度，使用高浓磨浆机打浆，打浆至游离度520ml，获得原料烟梗纤维浆；

2.4按50g/吨烟梗的添加量，向原料烟梗纤维浆料中加入纤维素酶，使浆料中纤维素酶的活力达到3.75×10⁵IU/吨烟梗，进行酶处理，酶处理温度40℃，酶处理时间65min，获得酶处理的烟梗纤维浆。

其它步骤与实施例1相同，获得对比例3的卡纸。

分析检测：

(1)烟梗留着率

为了分析烟梗成分在纸张中的留着率，对每生产1吨纸所需的原料进行了计算，结果如下表。如表1所示，实施例1生产1吨纸的木浆消耗量为880kg，对比例1生产1吨纸的木浆消耗量为884kg，而二者的烟梗消耗量相同。这一数据说明，实施例1的方法使得烟梗纤维更多地留存在纸张中，提高了原料利用率。

另外，图1和图2分别示出实施例1和对比例1的卡纸的芯浆层照片(底浆层被揭去)。如图所示，实施例1的卡纸具有纤维状本色纹理，纤维具有棕褐色，单根纤维或纤维束长度在0.5-1.5μm，可以给包装纸从源头上带有特殊纹理。对比例1的卡纸整体颜色偏黄褐色，无纹理。

表1

(2)纸张滤水速率分析

对实施例1和对比例2的烟梗纤维浆的滤水性能进行检测，方法如下：将待测浆料配成0.2％浓度，放入DDJ型动态滤水仪中，在800rpm下搅拌30s，然后放开阻尼器上的夹子，同时开动秒表，此时开始有滤液流出。观察滤液体积，待滤液体积达到100ml时，停止秒表，记录所用的时，滤水性能如下表所示。

表2

	实施例1-纤维素酶处理	对比例2-无纤维素酶处理
			滤水性能/秒	12.90	17.08

由表2可知，实施例1对烟梗纤维进行特定的纤维素酶处理后，烟梗纤维浆的理化性质有所改变。例如，从滤水性能方面看，实施例1的烟梗纤维浆具有更快的滤水速度。这一性能对于生产是有利的，更快的滤水性有利于提高纸张的压榨干度，进而提高干燥效果，提高造纸机车速，节能降耗优势明显。

(3)烟梗纤维浆料纤维形貌分析

实施例1与对比例3的烟梗纤维浆料具有不同的游离度。实施例1的游离度为400ml，对比例3的游离度为520ml。图3和图4分别示出实施例1和对比例3的烟梗纤维的纤维照片。如图所示，对比例3的烟梗纤维形貌更为粗大。实施例1的烟梗纤维的纤维呈细小窄条状，纤维分丝较好。

(4)纸张平整度检测

按照GB/T 22363-2008纸和纸板粗糙度的测定(空气泄漏法)标准对实施例1和对比例2～3的纸张平整度进行了检测，结果如下表所示：

表3

	平整度PPS(μm)
		实施例1	0.80
对比例2	0.97
		对比例3	1.02

由上述平整度检测实验可知，实施例1采用本发明的方法制备获得的卡纸具有较高的平整度。对比例2未采用本发明特定的酶处理工艺，对比例3采用的烟梗纤维游离度超出了本发明的范围，获得的卡纸平整度较差。

综上所述，本公开采用特定游离度的烟梗纤维浆料、特定游离度的木浆浆料、以及对烟梗纤维浆料进行了特定的纤维素酶处理，获得了：(1)烟梗留着率高；(2)纸张平整度佳；(3)生产节能降耗效率高的卡纸制备方案。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，但本领域技术人员将理解：根据已经公开的所有教导，可以对细节进行各种修改变动，并且这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims

1.一种制备卡纸浆料的方法，包括：

(1)提供原料烟梗纤维浆，所述原料烟梗纤维浆的加拿大游离度为250-450ml，浓度为25～85％；

(2)向原料烟梗纤维浆料中加入纤维素酶，使浆料中纤维素酶的活力达到2.25×10⁵～15×10⁵IU每吨烟梗干质量，进行酶处理，酶处理温度为30～50℃，酶处理时间为50～80min，获得酶处理的烟梗纤维浆；

(3)提供木浆，所述木浆的加拿大游离度为250～450ml；

(4)按烟梗纤维和木浆纤维的干重比2～4：6～8的比例，将酶处理的烟梗纤维浆与木浆混合，获得卡纸浆料；

其中，原料烟梗纤维浆的制备方法包括：

(a1)提供干燥烟梗原料，烟梗长度范围5～20mm；

(a2)对烟梗原料进行解纤，包括：将烟梗原料与水按重量比1:5～7混合，使用磨齿解纤机在65～80℃解纤，解纤至游离度750-950ml；

(a3)对上一步产物进行打浆，包括：将解纤后的产物与水混合，调浓度至18-25％，调温度至45～55℃，使用磨浆机打浆至游离度250-450ml；

(a4)将上一步产物调整至浓度25-85％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述木浆选自机械木浆、化学木浆或化学机械木浆中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述卡纸浆料的游离度为250～400ml。

4.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述化学木浆料选自硫酸盐针叶木浆、硫酸盐阔叶木浆中的一种或多种；

所述机械木浆选自盘磨机械木浆、热磨机械木浆中的一种或多种；

所述化学机械木浆选自化学热磨机械木浆、碱性过氧化氢机械磨木浆中的一种或多种。

5.一种卡纸浆料，由权利要求1～4任一项所述的方法制备获得。

6.一种卡纸浆料套装，包括：

面浆层浆料；

芯浆层浆料；和

底浆层浆料；

其中，面浆层浆料、芯浆层浆料、底浆层浆料中的至少一种是权利要求5所述卡纸浆料。

7.根据权利要求6所述的卡纸浆料套装，其中，

面浆层浆料是权利要求5所述的卡纸浆料，且制备卡纸浆料的方法中步骤(3)使用的木浆是化学木浆。

8.根据权利要求6所述的卡纸浆料套装，其中，

芯浆层浆料是权利要求5所述的卡纸浆料，且制备卡纸浆料的方法中步骤(3)使用的木浆是机械木浆或化学机械木浆。

9.根据权利要求6所述的卡纸浆料套装，其中，

底浆层浆料是权利要求5所述的卡纸浆料，且制备卡纸浆料的方法中步骤(3)使用的木浆是化学木浆。

10.根据权利要求6所述的卡纸浆料套装，其中，面浆层浆料为第一化学木浆，芯浆层浆料为权利要求5所述的卡纸浆料，底浆层浆料为第二化学木浆；

面浆层浆料的叩解度为20～40°SR；

芯浆层浆料的游离度为250～400ml；

底浆层浆料的叩解度为20～40°SR。

11.一种卡纸制备方法，包括：使用多网造纸技术，将权利要求6～10任一项所述的卡纸浆料套装中的面浆层浆料、芯浆层浆料和底浆层浆料分别上网成形，然后实施包括层合、压榨和干燥的操作，获得卡纸。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，浆层浆料、芯浆层浆料和底浆层浆料的干重比为15～25：50～80：10～20。

13.一种卡纸，由权利要求11或12所述的方法制备获得。