CN109537363A - 一种再生纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生纸的制备方法,包括将废弃纸张同时进行粉碎、脱墨处理,制成去除印刷油墨的絮状干纤维;接着喷洒造纸用胶黏剂溶液;然后依次进行压制处理和干燥处理。本发明的再生纸制备方法,打破传统,直接将废弃纸张类物质粉碎成絮状,并在粉碎的过程中完成脱墨处理,是利用废纸制备再生纸领域不曾有过的创新性应用,使得造纸过程中无需用水脱墨,不会对环境产生污染,且简化废纸造纸工艺。
Description
技术领域
本发明属于造纸生产技术领域,涉及一种造纸方法,特别涉及一种利用废弃物进行造纸的方法。
背景技术
据调查的得知现在传统制造纸制品的行业依旧是把回收的废纸进行粉碎,然后加入大量的水以及化学试剂对废纸进行浸涨后重新打浆,脱墨,最终制成各种纸制品。根据查阅相关资料,现在的废纸回收还是主要把废纸送到造纸厂进行再利用,且现在的造纸厂依旧对附近的环境有较大的污染,纵使在污水中加入了试剂中和,却不可避免的会对自然环境造成伤害,不能达到或实现“零”污染。
而本发明是将废纸粉碎脱墨机粉碎成絮状干纤维的同时脱除废纸油墨,制备絮状纤维的过程中不需要添加任何的水分以及化学试剂。由于物质的形态不同,在该形态下,废纸中存在的油墨以极低的含量存在,并被打散,只需要加入一定配比的淀粉胶对絮状干纤维进行粘结、压制、烘干等过程,就可以制成可供使用的常规用纸,避免环境污染,实现环境“零”污染,“零”排放。
本发明制备的再生纸相对于传统的造纸方法制备的纸张具有更好的保水性,可塑造性以及更高的韧性,而且本发明方法为无废水产生的造纸流程,本发明的造纸方法绿色、环保。
发明内容
本发明的目的是针对现有利用废纸制备再生纸的制备方法和制备再生纸存在的技术问题,提供一种再生纸及其制备方法,本发明方法为新型的无水造纸方法,以废弃纸张为原料,粉碎的同时脱除废纸的油墨,制成去除油墨的絮状干纤维后与胶黏剂混合,制成新的纸张,本发明方法提供了一种新的造纸思路,解决了造纸行业水污染和废纸浪费的问题,本发明的废纸原料来源广泛,制备的纸张价格低廉,制备耗时少,废纸可以重复利用,减少了树木材料的使用,环保便捷。生产各种纸制品的过程中使用少量水,减少了传统造纸的打浆,排废等一系列重污染过程,实现了真正意义上的绿色印刷,清洁造纸,无污造纸的工艺流程和工艺效果。
为实现本发明的目的,本发明一方面提供一种造纸方法,包括如下步骤:
1)将废弃纸张同时进行粉碎、脱墨处理,制成去除印刷油墨的絮状干纤维;
2)向絮状干纤维中喷洒造纸用胶黏剂溶液,制成纸纤维-胶黏剂混合物;
3)对纸纤维-胶黏剂混合物依次进行压制处理和干燥处理,即得。
其中,步骤1)中所述絮状干纤维的长度≥1.0mm,优选为1.0-1.2mm。
其中,在废弃纸张粉碎的同时进行脱墨处理,制得去除油墨的絮状干纤维。
特别是,所述粉碎脱墨处理为将废弃纸张粉碎成絮状干纤维,在粉碎的同时将废弃纸张的油墨脱除,制得去除了印刷油墨的絮状干纤维。
其中,采用粉碎脱墨机对废弃纸张进行所述的粉碎、脱墨处理。
特别是,所述粉碎脱墨机包括:机壳;安装在机壳上的用于将进入机壳内的废纸切割成纸片的粗粉碎组件;安装在机壳上且位于粗粉碎组件下方的用于防止粗粉碎装置堵塞的冲纸组件;安装在机壳上且位于冲纸组件下方的用于将纸片粉碎成絮状纸屑并分离纸屑及纸屑上的油墨的粉碎脱墨组件;安装在机壳上且位于粉碎脱墨装置下方的收料组件,具有用于过滤絮状纸屑的滤网和位于滤网下方的用于筛分絮状纸屑的筛网。
其中,所述粗粉碎组件包括:转动安装于所述机壳上且沿水平方向延伸的至少两根转轴;沿转轴的轴向间隔安装的多个切纸刀片;其中,相邻两根转轴上的切纸刀片错位设置。
特别是,粗粉碎组件将废纸粉碎成尺寸为(1-5)mm×(1-5)mm的碎纸片,碎纸片的尺寸优选为5mm×5mm。
其中,所述冲纸组件包括设置于所述机壳两侧的至少一对喷头。
其中,所述粉碎脱墨组件包括:并排安装在所述机壳上且中心轴与所述转轴中心轴方向垂直的一对转子;环设于每个转子外壁的用于将所述纸片粉碎成絮状纸屑的多排锤片;与一对转子分别连接的用于驱动一对转子相向高速旋转以便分离絮状纸屑及纸屑上的油墨的旋转驱动机构。
特别是,所述转子上的多排锤片分别包括沿转子的轴向间隔设置的多个锤片,且一对转子上的锤片错位设置。
尤其是,所述锤片为T形锤片。
特别是,所述T形锤片包括沿所述转子的径向延伸的径向段和沿所述转子的切向延伸的切向段,径向段的内端固定安装于所述转子外壁。
尤其是,所述T型锤片的径向段与切向段的形状、尺寸相同。
特别是,一个转子上沿转子轴向排列的相邻两排T型锤片件的间隙为0.8-1.2cm,优选为1.0cm。
尤其是,所述T型锤片径向段沿转子轴向方向的宽度为0.6-1.5cm,优选为1.2cm。
特别是,一对转子上相对锤片的端头之间具有间隙为0.2-0.4cm,优选0.2mm,(通常为锤片为交错排列,不考虑间隙,但是纸张是易燃物,相对锤片间留有一定的间隙),即相对锤片的切向段端头之间的间隙为0.2-0.4cm,优选0.2mm(通常为锤片为交错排列,不考虑间隙,但是纸张是易燃物,相对锤片间留有一定的间隙)。
特别是,粉碎脱墨处理过程中控制转子的转速≥3000rpm,优选为≥7000rpm,进一步优选为7000-15000rpm。
其中,所述收料组件的滤网的孔径为14-16目;所述筛网的孔径为16-20目,优选为16目。
特别是,所述收料组件还包括:位于所述粉碎脱墨组件筛网下方的管道,和与与所述观点连接的用于将过滤后的絮状纸屑排出的鼓风机。
特别是,还包括安装于所述机壳上且位于所述粗粉碎组件与所述粉碎脱墨组件之间的导料导向组件。
尤其是,所述导料导向组件包括其顶部与所述机壳铰接的三角板或呈倒V形的倒V形挡片,且三角板或倒V形挡片的用于与机壳铰接的铰接边的延伸方向与所述粉碎脱墨组件的转子的中心轴方向平行。
特别是,所述粗粉碎组件的切纸刀片及所述机壳内壁分别涂覆有用于防止静电的防静电涂层。
其中,步骤2)中所述造纸用胶黏剂选择淀粉胶,优选为糯米胶。
特别是,所述造纸用胶黏剂溶液按照如下方法制备而成:将淀粉胶加入到蒸馏水中,搅拌均匀,其中淀粉胶与蒸馏水的质量之比为1:14-20,优选为1:16。
特别是,所述絮状干纤维与造纸用胶黏剂溶液的质量之比为100:0.5-1.2,优选为100:1。
其中,步骤3)中所述压制处理分为两次碾压,第一次碾压制成厚度为纸张成品厚度的1.2-1.8倍的纸张粗坯,优选为1.5倍厚度的纸张粗坯;第二次碾压为将经过第一次碾压的纸张粗坯碾压成水分含量为10-15%的纸张半成品。
特别是,采用2组碾压辊进行所述的两次碾压。
尤其是,第一次碾压过程中第一组碾压辊间的间隙为所得纸张厚度的1.2-1.8倍,优选为1.5倍。
其中,所述干燥处理为将压制处理的纸张半成品干燥至含水率为7%-8%。
特别是,所述干燥处理选择真空干燥处理,其中控制干燥温度为40-50℃;真空度为-0.0075~-0.1MPa。
特别是,所述干燥处理选择常压干燥,其中干燥温度为110℃—150℃,优选为120℃。
特别是,所述干燥处理选择UV光热干燥。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和好处:
1、本发明的再生纸制备方法,打破传统,直接将废弃纸张类物质粉碎成絮状,并在粉碎的过程中完成脱墨处理,是利用废纸制备再生纸领域不曾有过的创新性应用,使得造纸过程中无需用水脱墨,不会对环境产生污染,且简化废纸造纸工艺。
2、相比于现有技术中的废纸温水浸涨后被重新打成纸浆,采用本发明方法消除了废纸残存油墨对再生纸质量的影响,在造纸过程中既不会产生废浆废液,又提高再生纸质量,符合我国保护环境的绿色生产之路。
3、本发明中使用粉碎脱墨机将纸片粉碎成絮状纸屑,并使纸张上的油墨与纸纤维脱离,从而不需采用温水浸泡纸屑添加化学药剂以进行脱墨处理的工序,从而不会因废液对环境造成污染。
4、本发明使用脱墨粉碎机粉碎废纸,其T形锤片缓解了机壳内空气环流的速度,减小了对轻细絮状纸屑的影响,提高了粉碎效率。
5、本发明的再生纸制备方法,可对废纸原地回收与再制造,耗时少,价格低,可以重复利用废纸,减少对树木材料的使用,环保便捷,且制造再生纸的过程为无水再生纸,减少了传统造纸的打浆、排废等一系列重污染过程,实现了绿色印刷,清洁造纸,利于保护生态环境,且减化造纸工艺流程。
6、本发明造纸过程中杜绝了水的使用,省略了打浆过程,实现了零污染和零排放;而且制备的再生纸可用来制造纸板和纸箱;包装纸袋;新闻用纸等产品。
7、本发明的再生纸由废纸制作,其中原料的80%来源于回收的废纸。由于在制造再生纸的过程中不需添加任何增白剂、荧光剂等化学品,所以可更显现出纸张的本色,且由于制作的再生纸不反光,更有利于保护视力。另外,在制造过程中不需用水进行脱墨处理,减少废液的产生,减少对环境的污染,也降低了对树木的消耗,有利于生态环境的保护。
附图说明
图1为本发明再生纸制备的工艺流程图;
图2为本发明的粉碎脱墨机的一种结构示意图;
图3为本发明的粉碎脱墨机的两根转轴上切纸刀片的相对位置示意图;
图4是本发明的粉碎脱墨机的喷头安装于机壳上的示意图;
图5是本发明的粉碎脱墨机的一对转子及转子上设置锤片的结构示意图;
图6是本发明的粉碎脱墨机的另一种结构示意图;
图7为采用本发明粉碎脱墨机对废纸进行粉碎-脱墨处理的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,本发明的实施方式不限于此,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂、设备、仪器等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。本发明实施例中废纸来源于废纸回收站。
如图1,本发明再生纸制备流程:首先将收集的废弃纸张用粉碎脱墨机进行粉碎和脱墨处理,经过过滤和筛分制得絮状干纤维,接着向絮状干纤维中喷洒造纸用胶黏剂,制得絮状纤维-胶黏剂混合物;然后对絮状纤维-胶黏剂混合物依次进行碾压处理和干燥处理,制得再生纸。
如图2,本发明的粉碎脱墨机包括:机壳;安装在机壳上的用于将进入机壳内的废纸切割成纸片的粗粉碎组件1;安装在机壳上且位于粗粉碎组件1下方的用于防止粗粉碎组件1堵塞的冲纸组件4;安装在机壳上且位于冲纸组件4下方的用于将纸片粉碎成絮状纸屑并分离纸屑及纸屑上的油墨的粉碎脱墨组件7;安装在机壳上且位于粉碎脱墨组件7下方的收料组件10,具有用于过滤絮状纸屑的滤网9和位于滤网下方的用于筛分絮状纸屑的筛网11。
其中,机壳包括:粗粉碎室壳体,为呈筒状的上筒形壳体13,其上部开设有用于供废纸进入的进纸口;粉碎脱墨室壳体,包括:其顶部与筒形壳体13底部连接的上窄、下宽的上锥形壳体14、其顶部与上锥形壳体14底部连接的下筒形壳体15、其顶部与下筒形壳体15底部连接的上宽、下窄的下锥形壳体16,其中,收料装置10的管道12与下锥形壳体16的底部连接,设计时,可在下筒形壳体15的出口处设置可打开或关闭出口的挡料板(图中未示出)。
粗粉碎组件1安装在机壳的上筒形壳体13内,其包括:转动安装于上筒形壳体13内且沿水平方向延伸的至少两根转轴2;沿转轴的轴向间隔安装在转轴上的多个切纸刀片3;其中,相邻两根转轴上的切纸刀片错位设置。此外,还包括安装在上筒形壳体内的与转轴连接的用于驱动转轴旋转的驱动机构,该驱动机构可以采用电机驱动齿轮组的机构,也可以采用现有技术的其它机构,在此不对其结构进行描述。
应用时,在上筒形壳体13内安装的转轴可以为两根,也可以为多根,本发明具体实施方式中以采用互相平行的两根转轴2为例对结构进行说明。
两根转轴2上分别间隔安装有多个切纸刀片3(图2中,一根转轴上安装5个切纸刀片,另一根转轴上安装4个切纸刀片),切纸刀片3呈圆盘形,外边缘沿周向均设切齿,如图3所示,且两根转轴上的切纸刀片之间的中心距小于两个切纸刀片最外缘的直径。装配时,为避免两根转轴上的切纸刀片发生干涉,两根转轴上的切纸刀片沿各自转轴的轴向错位设置,即,从一对转轴的轴向来看,两根转轴中的一根转轴上的切纸刀片位于另一根转轴的两个切纸刀片之间。
在上筒形壳体13的进料口下方设置粗粉碎组件1,当废弃纸张(即废纸)由进料口投入后,在粗粉碎组件切纸刀片的作用下废纸将被切成碎纸片((1-5)mm×(1-5)mm,优选为5mm×5mm),从而利于接下来通过粉碎脱墨装置7对纸片进行二次粉碎处理,提高生产效率。
当通过切纸刀片将废纸切割成纸片后,为防止切成的纸片堵塞切纸刀片,在粗粉碎组件下方设置用于防止粗粉碎组件堵塞的冲纸组件4,冲纸组件包括设置于上筒形壳体内壁两侧的至少一对喷头42,且一对喷头的出风口倾斜向上相对设置,分别对准两根转轴或两根转轴之间的位置,如图2。
如图4,喷头42由带有弹性的材料制成,外面卡装有喷头壳41,喷头壳通过螺栓安装于上筒形壳体的内壁,喷头的进风口与设于上筒形壳体上的小型吹风机(包括电动机和风叶)的出风口连通。在粗粉碎组件将废纸切成纸片后,使吹风机通电,其电动机带动风叶旋转产生一定强度的气流,气流经由喷头的进风口进入、再由出风口斜向上吹出,从而通过气流吹起切成的纸片,防止切纸刀片堵塞。
被粗粉碎组件切成的纸片在重力作用下在上筒形壳体内向下掉落至粉碎脱墨组件的壳体内,以便通过其内的粉碎脱墨组件7对纸片进行二次粉碎处理及脱墨处理。
其中,粉碎脱墨组件7的一部分安置于上锥形壳体14内、另一部分安置于下筒形壳体15内,便于全面接收上筒形壳体向下掉落的纸片,充分防止纸片堵塞上筒形壳体。
如图2,粉碎脱墨组件7包括:并排安装在上锥形壳体14和下筒形壳体15连接的水平位置处的一对转子8,转子8的中心轴与转轴2的中心轴异面垂直;环设于每个转子外壁的用于将纸片粉碎成絮状纸屑的多排锤片6;与一对转子分别连接的用于驱动一对转子相向高速旋转以便分离絮状纸屑及纸屑上的油墨的旋转驱动机构(图中未示出),该旋转驱动机构可以采用现有技术的旋转机构,如电机驱动的机构,将其输出动力分别传递给一对转子,使一对转子相向旋转,例如使图2中的位于左边的转子顺时针方向旋转,使位于右边的转子逆时针方向旋转,从而通过锤片6将纸片粉碎成絮状纸屑。
如图2、4,本发明实施例中转子的外壁沿周向固定安装有多排锤片(本实施例为四排锤片),每排锤片包括沿转子的轴向间隔设置的多个锤片。一对转子上的锤片错位设置,且一对转子上相对锤片的端头之间具有间隙,如图5,即两个转子的锤片的锤头端面到轴心的距离之和小于两个转子的轴心之间的距离,防止两个转子在高速旋转粉碎纸片的过程中可能发生振动,一对转子上的锤片会产生机械碰撞,一对转子上相对锤片的端头之间具有间隙为0.2-0.4cm,优选0.2mm,(通常为锤片为交错排列,不考虑锤头间隙,但是纸张是易燃物,相对锤头间留有一定的间隙),即相对锤片的切向段端头之间的间隙为0.2-0.4cm,优选0.2mm(通常为锤片为交错排列,不考虑间隙,但是纸张是易燃物,相对锤头间留有一定的间隙)。
锤片采用T形锤片,包括沿转子的径向延伸的径向段和沿转子的切向延伸的切向段,径向段的内端固定安装于转子外壁,切向段的中心与径向段的外端固定连接。采用T形锤片,在粉碎纸片的过程中可以减少形成的絮状纸屑的外漏,从而防止絮状纸屑对转子、电机等造成损害。并且,采用一对转子带动T形锤片高速旋转,可将废纸条粉碎成脱墨的絮状纸屑,缓解了粉碎脱墨室内空气环流的速度,减小了对轻细纸屑的影响,提高粉碎效率,极大地提高生产效率,提高产品质量,打破传统废纸回收方法,是在粉碎机领域甚至废纸再利用领域不曾有过的创新性应用。
同一转子上沿轴向的相邻两个锤片之间的间距为0.8-1.2cm,优选为1cm。T型锤片的径向段与切向段的形状、尺寸相同;并且T型锤片径向段沿转子轴向方向的宽度为0.6-1.5cm,优选为1.2cm。转子的转速≥3000rpm,优选为≥7000rpm,进一步优选为7000-15000rpm。
经粗粉碎组件粉碎后的废纸碎片流入到粉碎脱墨组件后,粉碎脱墨组件7的旋转机构带动转子和T形锤片高速转动切割纸片,通过锤片与纸片的高速撞击将纸片粉碎成絮状纸屑(尺寸范围≥1.0mm,优选为1.1-1.2mm),与此同时,废纸条上的油墨在T形锤片的击打下被剥离,在转子与T形锤片高速转动的离心力的作用下,油墨实现与纸张的分离(转子的转速≥3000rpm)。由于油墨自身的质量大于纸屑的质量而在离心力作用被甩在上锥形壳体、下筒形壳体的内壁上或残留在T形锤片上,纸屑在重力作用下向下掉落。当掉落至下筒形壳体15内的絮状干纤维物质(即絮状纸屑)积累一定量时,挡料板打开,纸屑经由收料组件10收集及排出,而甩至上锥形壳体、下筒形壳体的内壁上的油墨可采用人工定期处理。
而现有的废纸回收利用处理过程中,采用纸张打浆进行脱墨,本发明采用粉碎脱墨部,直接将废纸处理成脱墨的絮状纸屑,无需进行纸张打浆,从而减少利用废纸进行造纸的工艺步骤,且由于无纸张打浆过程,不会产生大量废浆废液,避免对环境造成的污染。
由于两个转子高速旋转粉碎纸片,在一对转子的相对T形锤片之间会形成没有挤压力作用的粉碎真空区,而为防止从粗粉碎室掉落的纸片掉入粉碎真空区内,在粗粉碎室与粉碎脱墨室之间设置有用于引导纸片掉落方向的导料导向组件5,该导料导向组件5包括其顶部与上筒形壳体和/或上锥形壳体铰接的呈倒V形的倒V形挡片(如图2所示),且倒V形挡片的用于与壳体铰接的铰接边的延伸方向与粉碎脱墨组件的转子的中心轴方向平行。
倒V形挡片安装在一对转子正上方,经粗粉碎组件初碎后的纸片被引导着沿着倒V形板的斜坡进入粉碎脱墨室,避免落入一对转子之间的粉碎真空区,从而提高粉碎效率。
本发明的导料导向组件5还可以采用三角板,如图6,三角板的顶部与上筒形壳体和/或上锥形壳体铰接,同样,三角板的用于与壳体铰接的铰接边的延伸方向与粉碎脱墨组件的转子的中心轴方向平行。
采用三角板,除了可以引导纸片掉落至粉碎脱墨室内的方向外,其与顶部相对的底板还可以破坏纸片在转子作用下所形成的环形抛料环,防止纸片或纸屑与锤片产生相向运动,提高锤片对纸片或纸屑的打击效果,更利于纸片或纸屑上的油墨与纸张脱离。
被粉碎脱墨组件7粉碎脱墨后的纸屑向下掉落,由收料组件10收集及排出。收料组件包括:安装在下筒形壳体15内且位于一对转子8下方的滤网9;位于滤网9下方的用于筛选纸屑的筛网11;用于将脱墨后的纸屑排出的管道12;与管道12连接的用于将筛选后掉落的纸屑排出的鼓风机(图中未示出)。
滤网9为具有与一对转子8外轮廓相适配弧形的弧形滤网,滤网周边固定于下筒形壳体15的内壁,通过滤网9过滤由粉碎脱墨组件粉碎脱墨后形成的絮状纸屑,使尺寸小于或等于网孔直径的纸屑透过滤网下落至筛网上,而尺寸大于滤网网孔直径的纸屑被一对转子及转子上的T形锤片重复粉碎,在粉碎纸条的过程中,滤网也起到对纸条搓擦、剪切的作用,滤网的孔径为14-16目;同时需要控制转子上锤片的切向段与滤网之间的间隙为≤8mm,优选为6-8mm,进一步优选为8mm),纸张较轻,不易下落,在粉碎过程中。
筛网固定于下筒形壳体15与下锥形壳体16的连接处,筛网孔径为16-20目。选取筛网的孔径时,应根据实际情况选取,以防止纸条碎成的絮状纸屑堵塞筛孔。若粉碎脱墨室下方设置挡板,则挡板可安置于筛网的上方、滤网的下方,或者,挡板可安置于筛网的下方。当纸片被粉碎完成后,将挡板打开,使纸屑向下掉落到下锥形壳体16内,并在鼓风机(图中未示出)的作用下将纸屑通过管道12抽走以完成排料。
设计时,粗粉碎组件的切纸刀片及机壳的内壁可以分别涂覆有用于防止静电的防静电氟涂层,以免纸片或纸屑粘覆于机壳内壁,最大限度地减小了纸料粘黏现象。此外,还可以在机壳内壁涂敷耐磨材料以降低设备工作时的噪音。
需要说明的是,在造纸过程中喷洒造纸用胶黏剂施胶处理、碾压处理、烘干处理分别可采用现有技术中喷胶、碾压、烘干方法进行,故在此不对各处理方法、步骤进行详细描述。
使用粉碎脱墨机粉碎脱墨处理废纸制造再生纸的工作过程如下:
1、废纸粉碎-脱墨处理
如图7,将回收的废纸(如废旧办公用纸)经由进料口投入至两根转轴之间,通过一对转轴上错位安置的多个切纸刀片将废纸切成碎纸片,其中碎纸片的尺寸为((1-5)mm×(1-5)mm)。
当废纸被切成若干细小纸片后,通过位于粗粉碎组件下方的冲纸组件对切纸刀片进行清理,以防止切纸刀片被细小纸片堵塞。
被粗粉碎组件处理的碎纸片在重力作用下掉落至粉碎脱墨组件内,通过粉碎脱墨组件进行再次粉碎与脱墨处理,处理过程中,转子和T形锤片(锤片即刀片,呈T形)高速转动切割纸片,通过锤片与纸片的高速撞击将纸片粉碎成絮状纸屑(即絮状干纤维物质),同时将油墨与纸片分离。
经转子、T形锤片粉碎和脱墨处理的纸屑经过滤网过滤,筛网筛分后,收集1.0mm到1.2mm长度的絮状干纤维,制得脱墨絮状干纤维;粉碎-脱墨处理后的絮状干纤维物质积累一定量时,在鼓风机的作用下穿过筛网进入下锥形壳体(即存储仓)内,并通过管道排出,以对其进行下一步处理。
2、施胶处理
向脱墨后的絮状干纤维中喷洒雾化的造纸用胶黏剂,并混合均匀,制成纤维-胶黏剂混合物;
3、压制处理
对纤维-胶黏剂混合物进行两次碾压处理,第一次碾压处理为粗压,使其初具纸张形态且微除水,第一次碾压处理过程中碾压厚度为纸张厚度的1.2-1.8倍(优选为1.5倍);第二碾压处理为精压,获得水分含量为10-15%的半成品纸,此时半成品纸张为暗白色。碾压过程中碾压滚筒的表面上涂装四氟乙烯涂料,防止粘粘。
4、烘干处理
将再生纸半成品进行烘干处理,通常采用高温干燥、真空干燥、UV光热干燥等方式进行烘干处理,获得再生纸成品。
本领域中现有的已知的纸张碾压处理方法均适用于本发明;用于纸张干燥的方式均适用于本发明。
本发明的再生纸使用的原料为废弃纸张,采用本发明的粉碎脱墨机粉碎、脱墨处理之后还采用了16-20目的筛网对粉碎的纸屑进行筛分处理,收集1.0mm-1.2mm长度的絮状无油墨的干纤维。它降低了树木材料的使用,有利于保护生态环境。成型的絮状干纤维可应用于制造日常办公用纸:采用相关设备将废纸碎成絮状干纤维,喷雾状胶加以粘结,进而实现无水造纸。此造纸技术在制作过程中利用的是已经被使用的废纸,降低了树木材料的使用,有利于保护生态环境。
纸张半成品的干燥处理,去除纸张中的水分主要有三种水,一种是游离水,一种是纤维管中的水,还一种是结合水,碾压处理可以去掉部分游离水和纤维管中的水,剩下的水分通过烘干完成。
实施例1
1、制备絮状干纤维
将废纸由再生纸粉碎脱墨机的进料口投入,在粉碎脱墨机的粗粉碎组件内进行初步粉碎,制成尺寸为5mm×5mm(通常为(1-5)mm×(1-5)mm)的碎纸片,接着在重力作用下进入粉碎脱墨组件,在转子和T型锤片的高速转动下切割碎纸片,通过锤片与纸片的高速撞击将纸片粉碎成絮状纸屑(即絮状干纤维物质),同时将油墨与纸片分离,进行脱墨处理,其中,控制转子的转速为8000rpm(通常≥7000rpm,优选为7000-15000rpm);同一转子上沿转子轴向方向的相邻两排T型锤片件的间隙为1.0cm(通常为0.8-1.2cm);T型锤片的径向段与径向段的形状、尺寸相同,径向段沿着转子轴向方向的宽度为1.2cm(通常为0.6-1.5cm);一对转子上相对锤片的端头之间具有间隙为0.2cm(通常为0.2-0.4cm,通常由于锤片为交错排列,不考虑间隙,但是纸张是易燃物,相对锤片间留有一定的间隙),即相对锤片的切向段端头之间的间隙为0.2cm(通常为0.2-0.4cm,通常由于锤片为交错排列,不考虑间隙,但是纸张是易燃物,相对锤片间留有一定的间隙),同时需要控制转子上锤片的切向段与滤网之间的间隙为8mm(通常小于8mm,优选为6-8mm),纸张较轻,不易下落,在粉碎过程中。
然后经过滤网(滤网孔径为14-16目)过滤,接着过孔径为16目(通常为16-20目)的筛网,对絮状纸屑进行筛分处理,制得长度为1.0-1.2mm(通常絮状干纤维的长度≥1.0mm,优选为1.0-1.2mm)的絮状废纸干纤维,备用;
絮状干纤维的好处在于对无水造纸流程中采用的水-淀粉胶雾状体系捕捉性良好。1.0mm是废纸纤维粘结长度的下限,因为絮状干纤维的重点在絮状上面,即在主干纤维上有很多软毛,可以对雾状的微小胶粒进行捕捉,基于表面积效应的原理(相同体积物质越分散,表面积越大),絮状干纤维越小,对胶粒捕捉性越好,所以采用1.0mm-1.2mm长度的纤维。
2、制备胶黏剂溶液
将糯米胶加入到蒸馏水中,边加边搅拌,直至最终形成无明显块状物且形态均一、稳定的造纸用胶黏剂溶液(即糯米胶-水混合物),其中,糯米胶与水的质量之比为1:16(通常为1:14-20)然后将造纸用胶黏剂溶液倒入雾化瓶内,备用。
糯米胶属于淀粉胶,淀粉又分为两类,直链淀粉与支链淀粉,对于某一类淀粉胶来讲,支链淀粉的含量越高,其粘性就越强,而糯米胶中的支链淀粉含量在90%以上,在自然类淀粉胶中含量最高,且又环保。
本发明实施例中的仅仅以糯米胶为例进行说明,其他淀粉类胶黏剂如玉米胶等固态胶均适用于本发明。
3、施胶处理
将经过粉碎脱墨部的筛网筛分得到的絮状废纸干纤维通过传送带输送至雾化室,在雾化室内向絮状干纤维中喷洒雾化的造纸用胶黏剂溶液(糯米胶-水混合物),进行喷雾施胶,絮状干纤维与糯米胶-水混合物的质量之比为100:1(通常为100:0.5-1.2),雾状糯米胶-水混合物将扬起的纸纤维带落,与纸张干纤维发生混合作用,直至形成膏状的纸纤维-胶黏剂混合物。
4、压制处理
膏状纸纤维-胶黏剂混合物通过传送带输送至两组碾压滚筒之间,进行两次碾压处理,经过两组碾压滚筒的碾压,第一组碾压滚筒对膏状物进行初步的压制,使其初具纸张形态且微除水,第一组滚筒间隙为所得纸张厚度的1.5(通常为1.2-1.8倍)倍,压制成厚度为1.5(通常为1.2-1.8)倍的纸张粗坯;第二组碾压滚筒为精压,即采用第二组碾压滚筒对经粗压后的纸张粗坯进行第二次碾压,获得水分含量为10-15%的纸张半成品。
压制处理分为两个碾压过程,第一遍碾压为粗压,即对膏状物进行初步的压制,使其初具纸张形态且微除水,滚筒间隙为所得纸张厚度的1.5(通常为1.2-1.8倍)倍;二遍碾压进行精压,获得水分含量为10-15%的半成品纸,此时半成品纸张为暗白色。传送带、滚筒的表面上涂装四氟乙烯涂料,防止粘粘。
5、干燥处理
将暗白色的半成品纸通过传送部的传送带输送至烘干部,进行真空干燥,烘干温度为40-50℃,烘干过程中控制真空度为-0.0075~-0.1MPa,干燥15s-20s。
在运转时为连续干燥,一个运行周期在5-7min,一个周期能干燥15-20张再生纸,直至纸张颜色为亮白色,关闭干燥机,纸张制备完成。
干燥处理除了真空干燥处理之外,其他常规干燥方法,例如常压高温干燥、UV光热干燥等均适用于本发明。
本发明的施胶处理、压制处理、干燥处理可以分别采用本领域中现有已知的施胶、压制、干燥处理的方法均适用于本发明。
制备的再生纸的亮度、平滑度、横向耐折度分别按照国标方法进行测定,测定结果如表1,其中:
再生纸的亮度按照国家标准《GB/T 7974-2013纸、纸板和纸浆蓝光漫反射因数D65亮度的测定(漫射/垂直法,室外日光条件)》方法进行测定;
再生纸的平滑度按照国家标准《GB/T 456-2002纸和纸板平滑度的测定(别克法)》方法进行测定;
再生纸的横向耐折度按照国家标准《GB/T 457-2008纸和纸板耐折度的测定》方法进行测定;
再生纸的紧度通常指1立方米的纸或纸板的质量,又称表观密度;具体测方法如下:从制备的纸张中随机抽选十张纸,使用电动厚度仪测量每张纸的厚度并编号记录;用电子天平测出每张纸相对应的质量;然后.按照制备纸张的标准表面积,用纸张的质量除以对应纸张的厚度与表面积的乘积得到的纸张的紧度,并求平均值,测定结果如表1;
再生纸的抗拉(张)强度,采用抗张强度试验机进行测定,抗张强度试验仪在恒速加荷的条件下,将规定尺寸的试样拉伸至断裂,测量其抗张力,同时记录断裂时的最大伸长率,计算抗拉(张)强度,测定结果如表1;
再生纸的表面强度采用IGT印刷适性仪、蜡棒,按照拉毛速度测定法和蜡棒法测定,测定结果如表1;
再生纸的厚度采用电动厚度测定仪进行测定,测定结果如表1。
表1制备的再生纸的性能检测结果
指标名称 | 标准规定 | 测定结果 |
白度(%)≥ | 70.0 | 71.2 |
平滑度(正反面均)(S)≥ | 20 | 21.62 |
紧度(g/cm<sup>3</sup>) | 0.80±0.10 | 0.802 |
厚度(mm) | 0.09±0.005 | 0.093 |
Claims (10)
1.一种再生纸的制备方法,其特征是,包括如下步骤:
1)将废弃纸张同时进行粉碎、脱墨处理,制成去除印刷油墨的絮状干纤维;
2)向絮状干纤维中喷洒造纸用胶黏剂溶液,制成纸纤维-胶黏剂混合物;
3)对纸纤维-胶黏剂混合物依次进行压制处理和干燥处理,即得。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征是,步骤1)中所述絮状干纤维的长度≥1.0mm。
3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征是,采用粉碎脱墨机对废弃纸张进行所述的粉碎、脱墨处理,其中,所述粉碎脱墨机包括:机壳;安装在机壳上的用于将进入机壳内的废纸切割成纸片的粗粉碎组件;安装在机壳上且位于粗粉碎组件下方的用于防止粗粉碎装置堵塞的冲纸组件;安装在机壳上且位于冲纸组件下方的用于将纸片粉碎成絮状纸屑并分离纸屑及纸屑上的油墨的粉碎脱墨组件;安装在机壳上且位于粉碎脱墨装置下方的收料组件,具有用于过滤絮状纸屑的滤网和位于滤网下方的用于筛分絮状纸屑的筛网。
4.如权利要求3所述的制备方法,其特征是,所述粉碎脱墨组件包括:并排安装在所述机壳上且中心轴与所述转轴中心轴方向垂直的一对转子;环设于每个转子外壁的用于将所述纸片粉碎成絮状纸屑的多排锤片;与一对转子分别连接的用于驱动一对转子相向高速旋转以便分离絮状纸屑及纸屑上的油墨的旋转驱动机构。
5.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征是,所述转子上的多排锤片分别包括沿转子的轴向间隔设置的多个锤片,且一对转子上的锤片错位设置。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征是,一个转子上沿转子轴向排列的相邻两排锤片之间的间距为2-5cm。
7.如权利要求3或4所述的制备方法,其特征是,粉碎脱墨处理过程中控制转子的转速≥3000rpm。
8.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征是,步骤2)中所述造纸用胶黏剂选择淀粉胶。
9.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征是,步骤2)中所述絮状干纤维与造纸用胶黏剂溶液的质量之比为100:0.5-1.2。
10.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征是,步骤3)中所述压制处理分为两次碾压,第一次碾压制成厚度为纸张成品厚度的1.2-1.8倍的纸张粗坯;第二次碾压为将经过第一次碾压的纸张粗坯碾压成水分含量为10-15%的纸张半成品。
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