CN107687112B - 利用秸秆制造箱板纸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用秸秆制造箱板纸的方法，旨在解决现有技术生产的纸箱成品质量差，物理性能不合格，生产成本高的技术问题。本发明主要以来源广泛的农作物秸秆为原料，并配以少量的国废制备基础浆料，以秸秆浆料的短纤维作为箱板纸的芯层浆和底层浆，以秸秆浆的长纤维和国废长纤维的混合浆作为面层浆，并通过洗涤、筛选、除渣、净化处理，在真空条件下压榨、干燥脱水，制备箱板纸成品。本发明工艺简单、基本无污染，能耗少，所得成品纸的外观质量和使用性能明显得到提高。

Description

利用秸秆制造箱板纸的方法
技术领域
本发明涉及造纸技术领域，具体涉及的是一种利用秸秆制造箱板纸的方法。
背景技术
随着造纸行业的不断扩大，纸浆应用的不断拓广，原来作为主要的造纸原料的木材逐渐供应不足，导致森林过度砍伐，影响生态环境；另一方面，农作物秸秆作为取之不尽的资源，绝大部分还处于直接焚烧回田或野外抛弃的方式，得不到有效科学的利用，导致大量浪费。
目前，国内生产箱板纸的企业的制浆方法大多采用AOCC（美废）+OCC（国废），经碎浆机粉碎后进行分级筛选，其中，中纤用于面层，短纤用于芯层，长纤用于底层。但是，由于废纸多次回收利用，导致纤维的各种性能指标均有所下降，且废纸中胶粘物较多，抄纸时容易引起纸机断头，造成成品纸外观不合格、局部爆线等质量问题，并且国废质量较美废差。因此，为了提高纸张的产品质量，则需增加进口废纸的配比或添加各种造纸添加剂，并对面层（中纤）浆进行热分散处理。然而，这种做法势必会加大投资大力度，能耗更高，生产成本更高，且无法彻底去除浆料中的胶黏物。
发明内容
本发明提供一种利用秸秆制造箱板纸的方法，采用秸秆浆料以解决箱板纸生产时抄纸易断头、成纸产品的物理指标差、性能指标不合格，且能耗高、投资大的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计利用秸秆制造箱板纸的方法，包括以下步骤，
（1）制浆：以植物秸秆为原料制备秸秆浆，并分级筛选，获得短纤维浆料和长纤维浆料；以OCC废纸为原料制备废纸浆，筛选出长纤OCC浆料；
（2）制备箱纸板的面层
①将长纤维浆料和长纤OCC浆料按一定比例混合于配浆池中，同时加入胶粘物控制剂、杀菌剂、以及干强剂，混匀，制备混合浆料；
②精筛、除杂：将上述混合浆料先后经过低浓度除渣器1至4段以及多级精筛装置进行净化、除渣，得到混合良浆；
③将上述混合浆料通过压力筛除去浆料中的纤维束和杂质，使浆料中纤维分散均匀；
④向上述步骤③制得的配合浆料加入助留剂，充分混匀后匀速喷浆，制备箱板纸的面层，喷浆时水线长短一致，面层纸无云状斑，无气泡产生；
（3）制备箱纸板的芯层
取一部分步骤（1）中的短纤维浆料，依次加入胶粘物控制剂、杀菌剂、干强剂，混匀后，稀释该浆料，然后通过压力筛，使浆料中纤维均匀分散，制备箱板纸的芯层；
（4）将其余的短纤维浆料按照步骤（3）的方法制备箱纸板的底层；
（5）将上述步骤制备的箱板纸的面层、芯层、底层在真空条件下压榨、干燥脱水，制备箱板纸成品。
优选的，在步骤（2）中，所述长纤维浆料和长纤OCC浆料以4～1.5:1的质量比混合。
优选的，在步骤（2）中，所述混合浆料中细菌含量≤5×107cfu/ml。
优选的，在步骤（2）中，所述混合浆料经低浓度除渣器除渣时，单支进浆流量为380～450 L/min，并且浓度按照0.3～1.2%逐段递减，进浆压力为2～4kg/cm2，压力降为1.4～1.75kg/cm2。
优选的，在步骤（2）中，所述混合良浆的灰分≤8.50%，叩解度是30±2°SR，湿重为2～6g，浓度为3.00%±0.5%。
优选的，所述箱板纸的面层、芯层、底层均由三层纸页复合而成。
优选的，在步骤（4）中，所述底层箱纸板复合压陷深度为3～5mm。
优选的，在步骤（2）中，所述助留剂为PAM、阳离子乳液、膨润土中至少一种。
优选的，在步骤（3）中，所述胶粘物控制剂型号为FTX9026，用以减少油墨、树脂、胶黏物的沉积。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果体现在：
1. 本发明主要以植物秸秆为原料，并配以少量的国废，解决了传统以废纸为原料制备箱板纸时浆料成分单一、原料成纸性能差的问题，且植物秸秆为可再生资源，来源充足，取之不尽用之不竭，不仅有助于解决作物秸秆乱堆乱放，焚烧于田的问题，也满足了当前环保的需求，生产成本低，经济效益显著。
2. 本发明中面浆与芯浆、底浆分开制备，明显提高了箱板纸的物理性能指标，改善了产品面层洁净度、平滑度、亮度，大幅度提升了产品的外观档次，具有非常广阔的市场前景。
3. 本发明生产工艺基本无污染，简化了生产工序，省去了对浆料的热分散处理，降低生产过程中的能量消耗，又能有效避免热分散处理时浆料中有胶黏物的出现。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的助留剂、胶粘物控制剂、杀菌剂、干强剂如无特别说明，均为市售常规添加剂；所涉及的加工制作方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1：一种利用秸秆制造箱板纸的方法，包括以下步骤，
（1）制浆：以农作物秸秆为原料，利用碎浆机制备秸秆浆，并将此分级筛选为短纤维秸秆浆和长纤维秸秆浆；以OCC废纸为原料制备废纸浆，筛选出长纤OCC浆料，按照质量比为4:1的长纤维秸秆浆和长纤OCC浆料均匀混合于配浆池中，向配浆池中加入胶粘物控制剂、干强剂，充分混匀后，得到浓度为3.5%，灰分为10.5%，亮度L为60～62，叩解度为30±2°SR，湿重为4g的混合浆料，备用；
（2）制备箱纸板的面层
①将上述混合浆料注入成浆池内，向成浆池内每8h添加一次，每次30min，以30ml/min的速度添加杀菌剂，使混合浆料中细菌的含量≤5×107cfu/ml；
②将杀菌后的混合浆料送入低浓度除渣器1至4段除杂，单支进浆流量为380～450L/min，并且浓度按照0.5～1.2%逐段递减，进浆压力为3kg/cm2，压力降为1.4kg/cm2，然后将除杂后的混合浆料经过1至3段精筛进行充分除渣，得到混合良浆，其中混合良浆的灰分小于8.50%，叩解度为28°SR，湿重为6g，浓度为3. 5%；
③将上述混合良浆稀释后经冲浆泵输送至压力筛，除去浆料中的纤维束及杂质，保证混合良浆中纤维分散均匀，即得面层浆；
为了提高浆料的留着率，在混合良浆进入压力筛净化除渣前后，向混合良浆中加入助留剂PAM。
④将上述面层浆在压力的作用下匀速喷浆，使水线长短一致，制备由三层纸页复合成的箱板纸的面层，且保证成纸无云状斑，无气泡产生；
（3）制备箱纸板的芯层
①将步骤（1）制备的短纤维秸秆浆分为两部分，一部分用以制备箱纸板芯层，另一部分用以制备箱纸板底层。取其中一部分短纤维秸秆浆，置于一配浆池内，向该浆池中加入胶粘物控制剂，干强剂，充分混匀后，得到浓度为3.3%的成浆，备用；
②向该配浆池内每8h添加一次，每次30min，按照30ml/min的流量添加杀菌剂，使成浆中细菌的含量≤5×107cfu/ml；
③ 向杀菌后的成浆料中加入干强剂，充分混合均匀后，稀释该浆料，然后经冲浆泵输送至压力筛，除去浆料中的纤维束及杂质，保证混合良浆中纤维分散均匀，即得芯层浆；
④将上述芯层浆在压力的作用下匀速喷浆，使水线长短一致，制备由三层纸页复合成的箱板纸的芯层，且保证成纸无云状斑，无气泡产生；
（4）底层箱纸板复合压陷深度为3～5mm，除此之外，箱纸板的底层的制备方法与步骤（3）一致；
（5）将上述步骤制备的箱板纸面层、芯层、底层在伏辊低真空＜- 40kpa，高真空＜-50kpa，出伏辊水分≤80%的真空伏辊条件下进行压榨、干燥脱水，制备箱板纸成品，其中，包括真空压、一正压、二正压的处理。
本实施例中，为了减少油墨、树脂、胶黏物的沉积，提高箱板纸的质量，所用胶粘物控制剂其型号为FTX9026。
实施例2：一种利用秸秆制造箱板纸的方法，其制备步骤与实施例1的区别之处在于，长纤维秸秆浆和长纤OCC浆料的混合比例为7:3（质量百分比），助留剂为阳离子乳液，其余皆与实施例1相同。
实施例3：一种利用秸秆制造箱板纸的方法，其制备步骤与实施例2的区别之处在于，长纤维秸秆浆和长纤OCC浆料的混合比例为3:2（质量百分比），助留剂为阳离子乳液和膨润土，其余皆与实施例2相同。
试验1：对实施例1、2、3制备的箱纸板进行性能指标测试，设置四个组别：对照组，两个试验组（实施例1、实施例2、实施例3），每个组别随机设置三个重复。其中，对照组以国废为原料，按照本发明的制备方法生产箱板纸。
上述四个组别均在同样的测试条件下，测试箱板纸的质量指标，试验结果如下表1；同时，给出了在相同测试条件下三组以美废、国废为原料制备的箱板纸的性能指标，参见下表2，其中，四组箱板纸原料中国废的质量比例皆与试验1中对应相同。
Figure 39212DEST_PATH_IMAGE001
Figure 807579DEST_PATH_IMAGE002
从表1可以看出，与对照组（以国废为原料）相比，实施例1、实施例2、实施例3制备的箱板纸其各性能指标均优于对照组，尤其是耐破指数、耐折度（横向）、平滑度（正面）得到明显的提高，箱板纸的吸水性能也明显降低，增强了箱板纸的使用性能。
将表1与表2进行对比，可以看出，实施例1、实施例2制造的箱板纸与以国废、美废为原料，分别按照实施例1、实施例2的原料配比制造的箱板纸相比，箱板纸的环压指数、耐破指数、耐折度、平滑度均有明显的提高，箱板纸的吸水性也明显降低，进一步证明了本发明可以在很大程度上提高箱板纸的外观质量和档次。

Claims (8)

1.一种利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，包括以下步骤，
（1）制浆：以植物秸秆为原料制备秸秆浆，并分级筛选，获得短纤维浆料和长纤维浆料；以OCC废纸为原料制备废纸浆，筛选出长纤OCC浆料；
（2）制备箱纸板的面层
①将长纤维浆料和长纤OCC浆料按一定比例混合于配浆池中，同时加入胶粘物控制剂、杀菌剂、以及干强剂，混匀，制备混合浆料；
②精筛、除杂：将上述混合浆料先后经过低浓度除渣器1至4段以及多级精筛装置进行净化、除渣，得到混合良浆；
③将上述混合良浆通过压力筛除去浆料中的纤维束和杂质，使浆料中纤维分散均匀，得到配合浆料；
④向上述步骤③制得的配合浆料加入助留剂，充分混匀后匀速喷浆，制备箱板纸的面层，喷浆时水线长短一致，面层纸无云状斑，无气泡产生；
（3）制备箱纸板的芯层
取一部分步骤（1）中的短纤维浆料，依次加入胶粘物控制剂、杀菌剂、干强剂，混匀后，稀释该浆料，然后通过压力筛，使浆料中纤维均匀分散，制备箱板纸的芯层；
（4）将其余的短纤维浆料按照步骤（3）的方法制备箱纸板的底层；
（5）将上述步骤制备的箱板纸的面层、芯层、底层在真空条件下压榨、干燥脱水，制备箱板纸成品；
所述箱板纸的面层、芯层、底层均由三层纸页复合而成。
2.根据权利要求1所述的利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述长纤维浆料和长纤OCC浆料以4～1.5:1的质量比混合。
3.根据权利要求1所述的利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述混合浆料中细菌含量≤5×107cfu/ml。
4.根据权利要求1所述的利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述混合浆料经低浓度除渣器除渣时，单支进浆流量为380～450 L/min，且流量按照0.5～1.2%逐段递减，进浆压力为2～4kg/cm2，压力降为1.4～1.75kg/cm2。
5.根据权利要求1所述的利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述混合良浆的灰分≤8.50%，叩解度是30±2°SR，湿重为2～6g，浓度为3.00%±0.5%。
6.根据权利要求1所述的利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述箱纸板的底层复合压陷深度为3～5mm。
7.根据权利要求1所述的利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述助留剂为PAM、阳离子乳液、膨润土中至少一种。
8.根据权利要求1所述的利用秸秆制造箱板纸的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述胶粘物控制剂型号为FIX9026，用以减少油墨、树脂、胶黏物的沉积。
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