CN114381964B - 一种彩色胶印新闻纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种彩色胶印新闻纸的制备方法，属于造纸技术领域，包括以下步骤：碎浆、前浮选、热分散、后浮选、吸附处理和纸机。本发明技术方案中，通过真空下150℃实现对UIO‑66‑COOH纳米粒子进行活化，活化后的纳米粒子中的羧基与辛胺进行反应，将辛胺中的长烷基疏水链接枝到UIO‑66‑COOH纳米粒子上，形成超疏水结构；石墨烯经过抗坏血酸还原后疏水亲油性能提高，UIO‑66‑COOH纳米粒子与石墨烯复合形成的气凝胶具有疏水亲油性和大比表面积，能够充分吸附浆料中细小的油墨颗粒。

Description

一种彩色胶印新闻纸的制备方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体地，涉及一种彩色胶印新闻纸的制备方法。
背景技术
随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，人们对文化生活的要求也越来越高，也促进了新闻事业的蓬勃发展，各种报刊、杂志、广告、对新闻纸的需求在不断的提高，以新闻纸为载体的印刷出版物是人们日常生活中阅读频率非常高的产品，新闻纸的社会需求量很大。新闻纸，俗名白报纸，主要供印刷报纸和杂志用。纸质松软，一般不施胶，具有较大的吸收性能，以保证油墨很快地固定在印迹上。
新闻纸主要以木浆为原料，对能源和自然资源的消耗是可想而知，由于浆料需求量的大增，以致大量砍伐森林的事情非常普遍，因而连带使得各地森林面积逐渐的缩小，所以，需要对废弃的纸张进行回收利用；现有技术中，为了能够保证再生纸张的油墨去除率，常常采用表面活性剂加多次浮选的工艺；但是，随着浮选次数的增加，尺寸较小的油墨粒子占很大一部分，这部分尺寸较小的油墨粒子难以通过传统的添加大量表面活性剂类脱墨助剂浮选彻底排除。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩色胶印新闻纸的制备方法，解决了现有技术中存在的浆料中的油墨粒子难以通过浮选工艺清除的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种彩色胶印新闻纸的制备方法，包括以下步骤：
S1、碎浆：4-6份废纸和94-96份水加入到转鼓碎浆机中，同时加入0.1-0.3％所述废纸重量的液体脱墨剂PDS DK280、0.15-0.35％的氢氧化钠、1.3-1.7％的硅酸钠，控制温度45-65℃，碎解时间为15-25min，得到pH为8，浆浓3.5-4.0％的浆料；
S2、前浮选：将浆料加入到前浮选槽中，同时加入0.2-0.4％所述浆料绝干质量钠皂脱墨剂，再将浆料稀释至浆浓0.6-1.5％，pH为7-7.5，前浮选时间为10-25min；
S3、热分散：浆料加入热分散系统，控制温度85-90℃，功率800-1200kwh/t，得到干度25-30的浆料；
S4、后浮选：将浆料浓缩至浆浓10-12％，加入到前浮选槽中，同时加入0.1-0.3％所述浆料绝干质量钠皂脱墨剂、0.075kg/t胶粘物控制剂NG-8169，并将浆料稀释至浆浓0.6-1.5％，pH为7-7.5，控制后浮选时间为10-25min；
S5、吸附处理：按1:5-10的质量比，将浆料与水混合稀释，再加入浆料质量0.1-0.5％的MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子，搅拌10-20min后，过滤得到过滤液；
S6、纸机：过滤液加入纸机流送系统，浆料稀释至浆浓1-1.3％，同时加入所述浆料绝干质量染料：黄色0.146kg/t，黑色0.28kg/t，红色0.005kg/t，各染料均来自上海申伦科技发展有限公司，成型烘干得到胶印新闻纸。
进一步地，所述MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子包括以下步骤制得：
A1、超声将MOF气凝胶分散在去离子水中30min，制得均匀的气凝胶悬浮液，然后加入硝酸镁，标记为分散液A，其中，MOF气凝胶、去离子水和硝酸镁的用量比为190-210mg：195-205mL：0.754-0.782g；
A2、将氢氧化钠和碳酸氢钠溶解于自身质量25倍的去离子水中，标记为溶液B，将分散液A和溶液B交替逐滴加入去离子水中，保证pH在9.0-9.5之间，分散液A滴完毕后，用溶液B调节pH至9.5，将获得的溶液在80℃下水热24h，经过滤、洗涤和干燥后，得到MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子，其中，氢氧化钠、碳酸氢钠、去离子水的用量比为0.4-0.6g：1.15-1.25g：97-103mL。
进一步地，MOF气凝胶包括以下步骤制得：
将疏水UIO-66-COOH纳米粒子和石墨烯分别分散到去离子水中，并在25℃下超声处理30min，然后将抗坏血酸缓慢添加到石墨烯悬浮液中，并将溶液与UIO-66-COOH悬浮液混合，悬浮液在40℃下老化12h以形成水凝胶，经洗涤、冻干后，得到MOF气凝胶，其中，疏水UIO-66-COOH纳米粒子、石墨烯、去离子水和抗坏血酸的用量比为10-55mg：20-30mg：3-7mL：120-130mg。
进一步地，疏水UIO-66-COOH纳米粒子包括以下步骤制得：
真空下将UIO-66-COOH纳米粒子150℃活化3-5h，然后分散在二甲基亚砜中得到悬浮液，搅拌30min后，滴入辛胺，并在室温下超声处理24h，通过离心、己烷洗涤3次，80℃干燥后，得到疏水UIO-66-COOH纳米粒子，其中，UIO-66-COOH纳米粒子、二甲基亚砜和辛胺的用量比为25-35mg：16-24mg：0.12-0.23mL。
本发明的有益效果：
1、本发明技术方案中，通过真空下150℃实现对UIO-66-COOH纳米粒子进行活化，被活化后的羧基与辛胺中的氨基反应，从而将辛胺中的长烷基疏水链接枝到UIO-66-COOH纳米粒子上，形成超疏水结构；石墨烯经过抗坏血酸还原后，大部分含氧官能团被去除，疏水亲油性能提高，UIO-66-COOH纳米粒子与石墨烯复合形成的气凝胶具有疏水亲油性和大比表面积，能够充分吸附浆料中细小的油墨颗粒；另外，滑石经常用于去除胶粘物，借助于还原氧化石墨烯表面剩余的羟基官能团为成核位点，实现了负载镁滑石在其表面成核，形成了小粒径的镁滑石，通过MOF气凝胶去负载滑石实现了滑石在浆料中的均匀分散，增大了滑石与浆料中的胶粘物的接触，使得胶粘物能够被更有效的去除。
2、本发明技术方案中，被MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子吸附的油墨颗粒和胶粘物可以通过真空加热的方式去除，所以MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子可实现重复利用，在有效吸附浆料中的细小油墨颗粒和胶粘物的同时，还能大大节省了成本，适合工业化使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种彩色胶印新闻纸的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种彩色胶印新闻纸的制备方法
实施例1
MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子包括以下步骤制得：
C1、真空下将25mg UIO-66-COOH纳米粒子150℃活化3h，然后分散在9.5mL二甲基亚砜中得到悬浮液，搅拌30min后，滴入0.12mL辛胺，并在室温下超声处理24h，通过离心、己烷洗涤3次，80℃干燥后，得到疏水UIO-66-COOH纳米粒子；
C2、将疏水10mg UIO-66-COOH纳米粒子和20mg石墨烯分别分散到3mL去离子水中，并在25℃下超声处理30min，然后将120mg抗坏血酸缓慢添加到石墨烯悬浮液中，并将溶液与UIO-66-COOH悬浮液混合，悬浮液在40℃下老化12h以形成水凝胶，经洗涤、冻干后，得到MOF气凝胶；
C3、超声将190mg MOF气凝胶分散在195mL去离子水中30min，制得均匀的气凝胶悬浮液，然后加入0.754g硝酸镁，标记为分散液A；
将0.4g氢氧化钠和1.15g碳酸氢钠溶解于自身质量25倍的去离子水中，标记为溶液B，将分散液A和溶液B交替逐滴加入97mL去离子水中，保证pH在9.0，分散液A滴完毕后，用溶液B调节pH至9.5，将获得的溶液在80℃下水热24h，经过滤、洗涤和干燥后，得到MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子。
实施例2
MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子包括以下步骤制得：
C1、真空下将30mg UIO-66-COOH纳米粒子150℃活化4h，然后分散在10mL二甲基亚砜中得到悬浮液，搅拌30min后，滴入0.2mL辛胺，并在室温下超声处理24h，通过离心、己烷洗涤3次，80℃干燥后，得到疏水UIO-66-COOH纳米粒子；
C2、将疏水30mg UIO-66-COOH纳米粒子和25mg石墨烯分别分散到5mL去离子水中，并在25℃下超声处理30min，然后将125mg抗坏血酸缓慢添加到石墨烯悬浮液中，并将溶液与UIO-66-COOH悬浮液混合，悬浮液在40℃下老化12h以形成水凝胶，经洗涤、冻干后，得到MOF气凝胶；
C3、超声将200mg MOF气凝胶分散在200mL去离子水中30min，制得均匀的气凝胶悬浮液，然后加入0.768g硝酸镁，标记为分散液A；
将0.5g氢氧化钠和1.2g碳酸氢钠溶解于自身质量25倍的去离子水中，标记为溶液B，将分散液A和溶液B交替逐滴加入100mL去离子水中，保证pH在9.2，分散液A滴完毕后，用溶液B调节pH至9.5，将获得的溶液在80℃下水热24h，经过滤、洗涤和干燥后，得到MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子。
实施例3
MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子包括以下步骤制得：
C1、真空下将35mg UIO-66-COOH纳米粒子150℃活化5h，然后分散在10.5mL二甲基亚砜中得到悬浮液，搅拌30min后，滴入0.23mL辛胺，并在室温下超声处理24h，通过离心、己烷洗涤3次，80℃干燥后，得到疏水UIO-66-COOH纳米粒子；
C2、将疏水55mg UIO-66-COOH纳米粒子和30mg石墨烯分别分散到7mL去离子水中，并在25℃下超声处理30min，然后将130mg抗坏血酸缓慢添加到石墨烯悬浮液中，并将溶液与UIO-66-COOH悬浮液混合，悬浮液在40℃下老化12h以形成水凝胶，经洗涤、冻干后，得到MOF气凝胶；
C3、超声将210mg MOF气凝胶分散在205mL去离子水中30min，制得均匀的气凝胶悬浮液，然后加入0.782g硝酸镁，标记为分散液A；
将0.6g氢氧化钠和1.25g碳酸氢钠溶解于自身质量25倍的去离子水中，标记为溶液B，将分散液A和溶液B交替逐滴加入103mL去离子水中，保证pH在9.2，分散液A滴完毕后，用溶液B调节pH至9.5，将获得的溶液在80℃下水热24h，经过滤、洗涤和干燥后，得到MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子。
对比例1
本对比例为实施例1中步骤C1所得产品。
对比例2
本对比例为实施例2中步骤C2所得产品。
实施例4
一种彩色胶印新闻纸的制备方法，包括以下步骤：
S1、碎浆：4份废纸和96份水加入到转鼓碎浆机中，同时加入0.1％废纸重量的液体脱墨剂PDS DK280、0.15％的氢氧化钠、1.3％的硅酸钠，控制温度45℃，碎解时间为15min，得到pH为8，浆浓3.5％的浆料；
S2、前浮选：将浆料加入到前浮选槽中，同时加入0.2％浆料绝干质量钠皂脱墨剂，再将浆料稀释至浆浓0.6％，pH为7，前浮选时间为10min；
S3、热分散：浆料加入热分散系统，控制温度85℃，功率800kwh/t，得到干度25-30的浆料；
S4、后浮选：将浆料浓缩至浆浓10％，加入到前浮选槽中，同时加入0.1％浆料绝干质量钠皂脱墨剂、0.075kg/t胶粘物控制剂NG-8169，并将浆料稀释至浆浓0.6％，pH为7，控制后浮选时间为10min；
S5、吸附处理：按1:5的质量比，将浆料与水混合稀释，再加入浆料质量0.1％实施例1制备的MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子，搅拌10min后，过滤得到过滤液；
S6、纸机：浆料加入纸机流送系统，浆料稀释至浆浓1％，同时加入浆料绝干质量染料：黄色0.146kg/t，黑色0.28kg/t，红色0.005kg/t，成型烘干得到胶印新闻纸。
实施例5
一种彩色胶印新闻纸的制备方法，包括以下步骤：
S1、碎浆：5份废纸和95份水加入到转鼓碎浆机中，同时加入0.2％废纸重量的液体脱墨剂PDS DK280、0.25％的氢氧化钠、1.5％的硅酸钠，控制温度55℃，碎解时间为20min，得到pH为8，浆浓3.7％的浆料；
S2、前浮选：将浆料加入到前浮选槽中，同时加入0.3％浆料绝干质量钠皂脱墨剂，再将浆料稀释至浆浓1％，pH为7，前浮选时间为10min；
S3、热分散：浆料加入热分散系统，控制温度87℃，功率1000kwh/t，得到干度28的浆料；
S4、后浮选：将浆料浓缩至浆浓11％，加入到前浮选槽中，同时加入0.2％浆料绝干质量钠皂脱墨剂、0.075kg/t胶粘物控制剂NG-8169，并将浆料稀释至浆浓1％，pH为7.3，控制后浮选时间为20min；
S5、吸附处理：按1:8的质量比，将浆料与水混合稀释，再加入浆料质量0.3％实施例1制备的MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子，搅拌15min后，过滤得到过滤液；
S6、纸机：浆料加入纸机流送系统，浆料稀释至浆浓1.2％，同时加入浆料绝干质量染料：黄色0.146kg/t，黑色0.28kg/t，红色0.005kg/t，成型烘干得到胶印新闻纸。
实施例6
一种彩色胶印新闻纸的制备方法，包括以下步骤：
S1、碎浆：6份废纸和94份水加入到转鼓碎浆机中，同时加入0.3％所述废纸重量的液体脱墨剂PDS DK280、0.35％的氢氧化钠、3.3％的硅酸钠，控制温度65℃，碎解时间为25min，得到pH为8，浆浓4.0％的浆料；
S2、前浮选：将浆料加入到前浮选槽中，同时加入0.3％所述浆料绝干质量钠皂脱墨剂，再将浆料稀释至浆浓1.5％，pH为7.5，前浮选时间为25min；
S3、热分散：浆料加入热分散系统，控制温度90℃，功率1200kwh/t，得到干度30的浆料；
S4、后浮选：将浆料浓缩至浆浓12％，加入到前浮选槽中，同时加入0.3％所述浆料绝干质量钠皂脱墨剂、0.075kg/t胶粘物控制剂NG-8169，并将浆料稀释至浆浓1.5％，pH为7.5，控制后浮选时间为25min；
S5、吸附处理：按1:10的质量比，将浆料与水混合稀释，再加入浆料质量0.5％实施例2制备的MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子，搅拌20min后，过滤得到过滤液；
S6、纸机：过滤液加入纸机流送系统，浆料稀释至浆浓1.3％，同时加入浆料绝干质量染料：黄色0.146kg/t，黑色0.28kg/t，红色0.005kg/t，成型烘干得到胶印新闻纸。
对比例3
将实施例4中的吸附处理步骤去除，其余原料及工艺步骤同实施例4。
对比例4
将实施例5中的吸附处理用的物质换成对比例1中的物质，其余原料及工艺步骤同实施例5。
对比例5
将实施例6中的吸附处理用的物质换成对比例2中的物质，其余原料及工艺步骤同实施例6。
现对实施例4-6剂对比例3-5中吸附处理前及吸附处理后的油墨颗粒去除率进行检测，收集脱墨浮选前后浆料，分别在标准纸页成型器上抄片(定量200g/m2)，测量油墨残余量，残余油墨浓度采用Tech2nidyne Color Touch[Eric 950]测定。测试结构如下表1所示：
表1
由上表1可知，本发明实施例中通过添加MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子能够显著增加浆料中油墨的去除率。
现对实施例4-6及对比例3-5所得的彩色胶印新闻纸进行测试，使用ZWHD-10型平滑度测定仪、AIC2-5T2000型IGT测试其平滑度、表面强度等性能，检测结果如表2所示：
表2
由上表2可知，本发明实施例制备的彩色胶印新闻纸的平滑度、触摸手感、表面强度和耐破度上均优于对比例。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种彩色胶印新闻纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、碎浆：废纸和水加入到转鼓碎浆机中，同时加入液体脱墨剂、氢氧化钠、硅酸钠，控制温度45-65℃，碎解时间为15-25min，得到pH为8，浆浓3.5-4.0％的浆料；
S2、前浮选：将浆料加入到前浮选槽中，同时加入钠皂脱墨剂，再将浆料稀释至浆浓0.6-1.5％，pH为7-7.5，前浮选时间为10-25min；
S3、热分散：浆料加入热分散系统，控制温度85-90℃，功率800-1200kwh/t，得到干度为25-30的浆料；
S4、后浮选：将浆料浓缩至浆浓10-12％，加入到前浮选槽中，同时加入钠皂脱墨剂、胶粘物控制剂，并将浆料稀释至浆浓0.6-1.5％，pH为7-7.5，控制后浮选时间为10-25min；
S5、吸附处理：按1:5-10的质量比，将浆料与水混合稀释，再加入MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子，搅拌10-20min后，过滤得到过滤液；
S6、纸机：过滤液加入纸机流送系统，浆料稀释至浆浓1-1.3％，同时加入染料：黄色，黑色，红色，成型烘干得到胶印新闻纸；
所述MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子包括以下步骤制得：
A1、超声将MOF气凝胶分散在去离子水中30min，制得均匀的气凝胶悬浮液，然后加入硝酸镁，标记为分散液A；
A2、将氢氧化钠和碳酸氢钠溶解于自身质量25倍的去离子水中，标记为溶液B，将分散液A和溶液B交替逐滴加入去离子水中，保证pH在9.0-9.5之间，分散液A滴完毕后，用溶液B调节pH至9.5，将获得的溶液在80℃下水热24h，经过滤、洗涤和干燥后，得到MOF气凝胶负载的滑石纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的一种彩色胶印新闻纸的制备方法，其特征在于：步骤A1中，MOF气凝胶、去离子水和硝酸镁的用量比为190-210mg：195-205mL：0.754-0.782g。
3.根据权利要求1所述的一种彩色胶印新闻纸的制备方法，其特征在于：
步骤A2中，氢氧化钠、碳酸氢钠、去离子水的用量比为0.4-0.6g：1.15-1.25g：97-103mL。
4.根据权利要求1所述的一种彩色胶印新闻纸的制备方法，其特征在于：MOF气凝胶包括以下步骤制得：
将疏水UIO-66-COOH纳米粒子和石墨烯分别分散到去离子水中，并在25℃下超声处理30min，然后将抗坏血酸缓慢添加到石墨烯悬浮液中，并将溶液与UIO-66-COOH悬浮液混合，悬浮液在40℃下老化12h，经洗涤、冻干后，得到MOF气凝胶。
5.根据权利要求4所述的一种彩色胶印新闻纸的制备方法，其特征在于：疏水UIO-66-COOH纳米粒子、石墨烯、去离子水和抗坏血酸的用量比为10-55mg：25mg：5mL：125mg。
6.根据权利要求5所述的一种彩色胶印新闻纸的制备方法，其特征在于：疏水UIO-66-COOH纳米粒子包括以下步骤制得：
真空下将UIO-66-COOH纳米粒子150℃活化3-5h，然后分散在二甲基亚砜中得到悬浮液，搅拌30min后，滴入辛胺，并在室温下超声处理24h，通过离心、己烷洗涤3次，80℃干燥后，得到疏水UIO-66-COOH纳米粒子。
7.根据权利要求6所述的一种彩色胶印新闻纸的制备方法，其特征在于：UIO-66-COOH纳米粒子、二甲基亚砜和辛胺的用量比为25-35mg：16-24mg：0.12-0.23mL。
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