CN112726284A - 一种复合纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合纸及其制备方法，复合纸原料由废弃物烟渣、茶渣、黑液、白水等组成。通过黑液制浆、打浆、成浆、废液混合后浓缩、涂敷施胶、表面再施胶、烘干、压光、卷取等步骤制成。本发明的复合纸用原料，充分利用了烟厂、茶厂和纸厂的废弃物，实现了废弃物循环合理利用，另外，本发明所用原料来源广泛、成本低、生产效率高、产品性能指标较好，同时减轻了环境负荷。

Description

一种复合纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，具体的涉及一种复合纸及其制备方法。

背景技术

我国烟叶生产遍及全国，每年的烟叶产量为400～500万吨，烟草废弃物的年总量有90万～100万吨，约占总产量的18％～25％。仅云南省，每年产生的废弃烟叶碎屑达20余万吨，因此，如何对这些烟叶碎屑无害化处理、有效利用足生产中的迫切需求。此外，因气候、病虫害或管理不当而丢弃或不合格而放弃的田间鲜烟叶数量也极大，因此烟草废弃物的综合利用已成为国内烟草行业的重要研究方向之一。

我国是茶叶种植大国，2019年中国茶产量279.34万吨，但饮茶后产生的茶叶渣却很少利用，大多是直接丢弃，不仅造成了资源的浪费也污染了环境。在造纸原料中加入茶叶渣不仅可以实现茶叶渣的二次利用，也可以使纸张更具环保性以及降低纸张的生产成本。

造纸黑液造纸制浆过程中产生的黑液是水源的严重污染物，造纸工业排放废水中COD（化学需氧量，下同）占全国工业COD总排放量的40%以上，而造纸黑液所含的污染物占造纸行业排放总量的90%以上，并且其处理难度大，对环境危害严重，因此造纸黑液的处理是造纸工业废水处理的关键，当前需用专有设备作黑液中碱回收的办法来处理黑液，但耗资大，处理效果一般，一些厂家无能力实施。造纸黑液中含有木质素、色素和NaOH、Na2CO3、Na2SO4及Na2S2O3无机物。

造纸行业用水量相当大，也是造成环境污染的重要污染源之一。造纸白水中含有纤维和填料，填料主要为松香、硫酸铝、强度剂、滑石粉、聚丙烯酰胺等。白水的直接排放不仅严重污染水源，也会造成大量的资源浪费。目前，国内的造纸厂的造纸白水大都使用封闭循环回用的办法，细小纤维和填料在整个大系统中循环使用，存在很多弊端，严重影响了产品质量，给水处理造成很大的负担，具体问题如下：白水中含有各种溶解的有机物、无机物及微生物，当纸机的白水系统封闭后，随着进入系统的新鲜水量和排出的废水量的大大减少，积累在系统中的有害物质将大大增加，造成水质下降，产生泡沫，产生腐浆，pH值失控难以施胶，产生沉淀和污垢，堵塞网孔和毛毯，黏度升高，滤水困难等，给纸机湿部和成纸性能造成影响。

本发明的目的是提供一种复合纸及其制备方法，以有效地利用废弃物，做到"变废为宝"，既消除废弃物对环境的污染，又产生较好的经济效益的方法。具体来说，本发明的目是一种复合纸及其制备方法，所述制备复合纸的原料由废弃物烟渣、茶渣、黑液、白水等组成。

在专利申请号：CN112064414A公开了一种含茶叶渣的纸张及其制作方法，其原料质量百分比组成包括茶叶渣1-10％，纸浆纤维80-90％，吸附剂1-5％，电荷平衡剂3-10％，定着剂2-5％。

专利申请号：CN108125272A公开了一种造纸法再造烟叶的制备方法，包括以下步骤：将烟梗、茶叶渣和苍术混合搅碎，用水浸泡，萃取得固体和提取液，将固体打磨成浆，得浆料，将浆料加入葡萄糖氧化酶和果胶酶发酵12~72小时，置入抄片机，得片基，向提取液中加入丙二醇和脯氨酸，浓缩，得涂布液，将涂布液涂布于片基上，烘干得造纸法再造烟叶，原料选用烟梗、茶叶渣和苍术，能有效改善制得卷烟的感官质量，同时降低烟气中的有害物质，在制成片基前同时加入葡萄糖氧化酶和果胶酶发酵，能大大降低所制得的卷烟烟气中的有害物质。

专利申请号：CN110144260A公开了一种利用造纸法再造烟叶废渣生产香料的方法，是以造纸法再造烟叶废渣为原料，直接在发酵设备中加水灭菌，放入发酵菌种或/和生物酶，在20-50℃温度下发酵10-30小时，形成发酵醪；用水溶性溶剂萃取发酵醪，得到萃取液，之后在萃取液中加入天然植物原料液，在30-150℃下共同浸泡提取2-5小时，用醇沉方法除去少量沉淀物，浓缩后得到膏状香料成品。本发明制备的香料与普通的发酵提取物相比，香气更丰富，不仅有利于作为卷烟添加剂增加卷烟吸食的品质，还可作为再造烟叶的添加剂，增加再造烟叶的感官质量，降低刺激、改善余味、提升再造烟叶的产品品质。

在专利CN104005249A公开了一种造纸用混合助剂的制备方法，该方法属于制浆造纸领域，本发明是以制浆黑液的无污染排放、综合循环利用为目的，针对造纸原料的黑液特性，通过酸化或/和改性处理，再进一步涂敷至纸面，使黑液不排放、全部利用；为造纸工业提供一种制浆黑液处理及综合利用的方法，为产业化清洁无污染制浆造纸提供了一种有效途径，并可使制浆造纸的成品纸产率在原有基础上提高60%-80%，有效提高了资源利用率。

综上所述，上述方法和原料的缺点是：原料添加量较大，成本较高，未充分利用废弃原料资源。

发明内容

本发明是在克服上述缺点的基础上提出的，本发明的目的是提供一种复合纸及其制备方法，本发明所利用的复合纸用原料，充分利用了烟厂、茶厂和纸厂的废弃物，实现了废弃物循环合理利用，另外，本发明所用原料来源广泛、成本低、生产效率高、产品性能指标较高，同时减轻环境负荷。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合纸及其制备方法，所述复合纸是由烟渣、茶渣、黑液、白水、磷酸氢钠、硅藻土制备组成。

所述的黑液为造纸厂的碱法制浆工艺产生的废水，波美度≥15Be°。

所述的白水为造纸厂的抄纸工段废水，其中含有细小纤维、填料、胶料、湿强剂、防腐剂。

所述的烟渣为烟厂下脚料烟梗和烟末中的一种或几种混合物。

所述的茶渣为茶厂下脚料茶梗和茶末中的一种或几种混合物。

所述的一种复合纸的制备方法，具体步骤如下：

（1）将烟渣、茶渣原料混合后按固液比1:3～4加入黑液浸泡2～3h；

（2）将步骤1）中浸泡后的原料直接用黑液蒸煮，蒸煮温度95～110℃，蒸煮升温时间40～60 min，保温时间120～180 min，蒸煮压力0.4～0.6MPa；

（3）将步骤2）中蒸煮后的原料打浆，打浆度控制为28～32°SR；

（4）将步骤3）中打浆后的原料在贮浆池中加入磷酸氢钠、硅藻土，并开启推进器，搅拌15～30min后待用；

（5）将步骤2）中挤浆后黑液，加入白水废液混合后浓缩至质量百分比浓度30～50%；

（6）将步骤4）成浆后的原料通过流浆箱上浆，纸页经过压榨后涂敷步骤5）中浓缩废液进行初次施胶；

（7）将上述步骤6）中初次施胶后的纸页经过第二组烘缸后再进行表面施胶；

（8）将上述步骤7）中二次施胶后的纸页经过烘干、压光、卷取后即可获得一种复合纸。

所述步骤（4）中所述的硅藻土粒度为大于1000目。

所述步骤（6）中纸页经过第二组烘缸后干度保持在20％～30％。

所述步骤（7）中表面施胶剂由改性半纤维素和聚乙烯醇混合组成；

所述表面施胶剂制备方法，包括下述工艺步骤：

（1） 溶解：对半纤维素按g:g固液比1：30加入溶剂水，在时间30min、温度75℃、搅拌转速100r/min下在溶解罐进行溶解，溶解完毕备用；

（2） 熬胶：将聚乙烯醇按g:g固液比1：35加入溶剂水中，熬胶时间60min、温度55℃～75℃、搅拌转速100r/min下在熬胶罐进行熬胶，熬胶完毕备用；

（3） 溶液混合：先将步骤1）和步骤2）中胶体溶液混合在搅拌反应罐中，再加入一定量反应剂在50℃～ 75℃、反应时间40～60 min、搅拌转速100r/min下搅拌反应，待反应完毕后即获得一种造纸表面施胶剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

①充分利用了烟厂、茶厂和纸厂的废弃物，实现了废弃物循环合理利用，减轻了环境负荷，尤其是造纸黑液和白水废液；

②原料来源地域性强、容易集中处理，废弃物成本低；

③解决原料中烟渣、茶渣配方比例不合理和因原料本身问题如纤维短、不易打浆等原因而造成成纸质量强度较低的现象；

④在贮浆池中加入磷酸氢钠、硅藻土，具有易吸附填料和吸水的特性，便于纤维、填料和水中其他物质留着；

⑤本发明所述的制备方法采用多次施胶，既充分利用了废弃资源，又不增加额外流程，生产效率高；

⑥两次施胶中，初次施胶利用了废液，二次表面施胶中采用改性半纤维素和聚乙烯醇制备的施胶剂，在保证纸页强度的同时对纸张表面进行整饰。

具体实施方式

为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种复合纸，原料由烟渣3份、茶渣2份、黑液15份、白水10份、磷酸氢钠0.2份、硅藻土0.2份组成；

一种复合纸的制备方法，具体步骤如下：

（1）将烟渣、茶渣原料按比例混合后按固液比1:3加入黑液浸泡3h；

（2）将步骤1）浸泡后的原料直接用黑液蒸煮，蒸煮温度95℃，蒸煮升温时间40min，保温时间180 min，蒸煮压力0.4MPa；

（3）将步骤2）蒸煮后的原料打浆，打浆度控制为28°SR；

（4）将步骤3）打浆后的原料贮浆池中加入磷酸氢钠、硅藻土，开启推进器，搅拌15min后待用；

（5）将步骤2）中挤浆后黑液，加入白水废液混合后浓缩至质量百分比浓度30%；

（6）将步骤4）成浆后的原料通过流浆箱上浆，纸页经过压榨后涂敷步骤5）中浓缩废液初次施胶；

（7）将上述步骤6）中初次施胶后的纸页经过第二组烘缸后再用施胶剂进行表面施胶；

（8）将上述步骤7）中二次施胶后的纸页经过烘干、压光、卷取后即可获得一种高性能复合纸。

经检测，实施例1中获得纸张物理性能为：抗张指数46.35N•m/g、撕裂指数5.84mN•m2/g、耐破指数3.39kPa•m2/g、耐折度891次。

实施例2

一种复合纸，原料由烟渣5份、茶渣5份、黑液35份、白水25份、磷酸氢钠1.0份、硅藻土1.0份组成；

一种复合纸的制备方法，具体步骤如下：

（1）将烟渣、茶渣原料按比例混合后按固液比1:4加入黑液浸泡2h；

（2）将步骤1）浸泡后的原料直接用黑液蒸煮，蒸煮温度105℃，蒸煮升温时间50min，保温时间150 min，蒸煮压力0.5MPa；

（3）将步骤2）蒸煮后的原料打浆，打浆度控制为30°SR；

（4）将步骤3）打浆后的原料贮浆池中加入磷酸氢钠、硅藻土，开启推进器，搅拌25min后待用；

（5）将步骤2）中挤浆后黑液，加入白水废液混合后浓缩至质量百分比浓度40%；

（6）将步骤4）成浆后的原料通过流浆箱上浆，纸页经过压榨后涂敷步骤5）中浓缩废液初次施胶；

（7）将上述步骤6）中初次施胶后的纸页经过第二组烘缸后再用施胶剂进行表面施胶；

（8）将上述步骤7）中二次施胶后的纸页经过烘干、压光、卷取后即可获得一种高性能复合纸。

经检测，实施例2中获得纸张物理性能为：抗张指数51.35N•m/g、撕裂指数7.06mN•m2/g、耐破指数5.12kPa•m2/g、耐折度1233次。

实施例3

一种复合纸，原料由烟渣8份、茶渣12份、黑液60份、白水40份、磷酸氢钠1.2份、硅藻土1.2份组成；

一种复合纸的制备方法，具体步骤如下：

（1）将烟渣、茶渣原料按比例混合后按固液比1:3加入黑液浸泡3h；

（2）将步骤1）浸泡后的原料直接用黑液蒸煮，蒸煮温度110℃，蒸煮升温时间60min，保温时间180 min，蒸煮压力0.6MPa；

（3）将步骤2）蒸煮后的原料打浆，打浆度控制为32°SR；

（4）将步骤3）打浆后的原料贮浆池中加入磷酸氢钠、硅藻土，开启推进器，搅拌30min后待用；

（5）将步骤2）中挤浆后黑液，加入白水废液混合后浓缩至质量百分比浓度50%；

（6）将步骤4）成浆后的原料通过流浆箱上浆，纸页经过压榨后涂敷步骤5）中浓缩废液初次施胶；

（7）将上述步骤6）中初次施胶后的纸页经过第二组烘缸后再用施胶剂进行表面施胶；

（8）将上述步骤7）中二次施胶后的纸页经过烘干、压光、卷取后即可获得一种高性能复合纸。

经检测，实施例3中获得纸张物理性能为：抗张指数56.78N•m/g、撕裂指数7.34mN•m2/g、耐破指数5.86kPa•m2/g、耐折度1235次。

Claims (9)

1.一种复合纸及其制备方法，其特征在于，所述复合纸是由烟渣、茶渣、黑液、白水、磷酸氢钠、硅藻土制备组成。

2.根据权利要求1所述的一种复合纸及其制备方法，其特征在于，所述的黑液为造纸厂的碱法制浆工艺产生的废水，波美度≥15Be°。

3.根据权利要求1所述的一种复合纸及其制备方法，其特征在于，所述的白水为造纸厂的抄纸工段废水，其中含有细小纤维、填料、胶料、湿强剂、防腐剂。

4.根据权利要求1所述的一种复合纸及其制备方法，其特征在于，所述的烟渣为烟厂下脚料烟梗和烟末中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种复合纸及其制备方法，其特征在于，所述的茶渣为茶厂下脚料茶梗和茶末中的一种或几种混合物。

6.根据权利要求1所述的一种复合纸及其制备方法，其特征在于，所述的一种复合纸的制备方法，具体步骤如下：

（1）将烟渣、茶渣原料混合后按固液比1:3～4加入黑液浸泡2～3h；

（2）将步骤1）中浸泡后的原料直接用黑液蒸煮，蒸煮温度95～110℃，蒸煮升温时间40～60 min，保温时间120～180 min，蒸煮压力0.4～0.6MPa；

（3）将步骤2）中蒸煮后的原料打浆，打浆度控制为28～32°SR；

（4）将步骤3）中打浆后的原料在贮浆池中加入磷酸氢钠、硅藻土，并开启推进器，搅拌15～30min后待用；

（5）将步骤2）中挤浆后黑液，加入白水废液混合后浓缩至质量百分比浓度30～50%；

（6）将步骤4）成浆后的原料通过流浆箱上浆，纸页经过压榨后涂敷步骤5）中浓缩废液进行初次施胶；

（7）将上述步骤6）中初次施胶后的纸页经过第二组烘缸后再进行表面施胶；

（8）将上述步骤7）中二次施胶后的纸页经过烘干、压光、卷取后即可获得一种复合纸。

7.根据权利要求6所述的一种复合纸的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中所述的硅藻土粒度为大于1000目。

8.根据权利要求6所述的一种复合纸的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中纸页经过第二组烘缸后干度保持在20％～30％。

9.根据权利要求6所述的一种复合纸的制备方法，其特征在于，所述步骤（7）中表面施胶剂由改性半纤维素和聚乙烯醇混合组成；

所述表面施胶剂制备方法，包括下述工艺步骤：

（1） 溶解：对半纤维素按g:g固液比1：30加入溶剂水，在时间30min、温度75℃、搅拌转速100r/min下在溶解罐进行溶解，溶解完毕备用；

（2） 熬胶：将聚乙烯醇按g:g固液比1：35加入溶剂水中，熬胶时间60min、温度55℃～75℃、搅拌转速100r/min下在熬胶罐进行熬胶，熬胶完毕备用；

（3） 溶液混合：先将步骤1）和步骤2）中胶体溶液混合在搅拌反应罐中，再加入一定量反应剂在50℃～ 75℃、反应时间40～60 min、搅拌转速100r/min下搅拌反应，待反应完毕后即获得一种造纸表面施胶剂。