RU2817124C1 - Thermomechanical mass of pea straw and method of making paper and cardboard from it - Google Patents
Thermomechanical mass of pea straw and method of making paper and cardboard from it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2817124C1 RU2817124C1 RU2023102862A RU2023102862A RU2817124C1 RU 2817124 C1 RU2817124 C1 RU 2817124C1 RU 2023102862 A RU2023102862 A RU 2023102862A RU 2023102862 A RU2023102862 A RU 2023102862A RU 2817124 C1 RU2817124 C1 RU 2817124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paper
- cardboard
- fiber
- mass
- straw
- Prior art date
Links
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 239000010902 straw Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 33
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 20
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 12
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 12
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 12
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 9
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 6
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000123 paper Substances 0.000 abstract description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 abstract 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 102100031260 Acyl-coenzyme A thioesterase THEM4 Human genes 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 101000638510 Homo sapiens Acyl-coenzyme A thioesterase THEM4 Proteins 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 210000001723 extracellular space Anatomy 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- 108010046334 Urease Proteins 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001243 acetic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 210000004177 elastic tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000004674 formic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения бумаги, в том числе картона и аналогичного материала из макулатурного сырья с использованием термомеханической массы из соломы гороха и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности. В частности, заявляемый способ может быть использован при получении бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона.The invention relates to methods for producing paper, including cardboard and similar material from waste paper raw materials using thermomechanical mass from pea straw and can find application in the pulp and paper industry. In particular, the inventive method can be used in the production of paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard.
Основным сырьем для получения бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона является макулатурное волокно разных сортов, в частности, полученное из картонной тары. Это макулатура марки МС-5Б и МС-6Б. Ее используют для получения бумаги для всех слоев гофрированного картона.The main raw material for producing paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard is waste paper fiber of various types, in particular, obtained from cardboard containers. This is MS-5B and MS-6B grade waste paper. It is used to produce paper for all layers of corrugated cardboard.
При неоднократном использовании макулатурного волокна в последнем увеличивается содержание мелкого волокна, что приводит к потере механической прочности изготовляемой продукции, провалу большей части мелкого волокна в процессе обезвоживания бумажной массы на сетке картоноделательной машины и ухудшению обезвоживания бумажной массы на сетке.With repeated use of waste paper fiber, the content of fine fiber in the latter increases, which leads to a loss of mechanical strength of the manufactured product, the failure of most of the fine fiber in the process of dewatering the paper pulp on the mesh of the cardboard machine and deterioration of the dewatering of the paper pulp on the mesh.
Для изготовления картона из макулатуры ее необходимо подвергать дорогостоящему глубокому облагораживанию для улучшения механических свойств. Вышеотмеченная проблема решается, например, повышением механической прочности бумаги или картона из макулатуры путем применения различных технологических приемов и функциональных добавок к волокнистой массе.To make cardboard from waste paper, it must be subjected to expensive deep refining to improve its mechanical properties. The above problem is solved, for example, by increasing the mechanical strength of paper or cardboard from waste paper by using various technological methods and functional additives to the fibrous mass.
Известен способ подготовки макулатурной массы для изготовления элементарных слоев многослойной бумаги и картона (Патент РФ 1719503, D21B 1/12, D21F 11/00, опубл. 15.03.92). В способе предусматривается использование для изготовления среднего и нижнего слоев картона специально подготовленной низкосортной макулатурной массы. Ее подготовку осуществляют путем сортирования и фракционирования массы на длинноволокнистую фракцию со степенью помола 14-30°ШР в количестве 40-60% от общей массы волокна и коротковолокнистую массу со степенью помола 50-65°ШР. Длинноволокнистую фракцию размалывают до степени помола 40-50°ШР, а коротковолокнистую фракцию фракционируют с удалением волокна со степенью помола 80-95°ШР в количестве 10-20% от массы абсолютно сухого волокна. Эта часть волокна выводится из технологического процесса. Затем смешивают размолотую длинноволокнистую и отфракционированную коротковолокнистую фракции с получением бумажной массы. Из этой массы изготавливают бумагу для среднего слоя трехслойного картона или для среднего и нижнего слоев четырехслойного картона. В способе средний слой получают с массой 100 г/м2. Однако в описании приводятся лишь характеристики картона массой 320 г/м2.There is a known method for preparing waste paper for the production of elementary layers of multilayer paper and cardboard (RF Patent 1719503, D21B 1/12, D21F 11/00, publ. 03/15/92). The method provides for the use of specially prepared low-grade waste paper to produce the middle and bottom layers of cardboard. Its preparation is carried out by sorting and fractionating the mass into a long-fiber fraction with a grinding degree of 14-30°SHR in an amount of 40-60% of the total fiber mass and a short-fiber mass with a grinding degree of 50-65°SHR. The long-fiber fraction is ground to a grinding degree of 40-50°ShR, and the short-fiber fraction is fractionated to remove fiber with a grinding degree of 80-95°ShR in an amount of 10-20% by weight of absolutely dry fiber. This part of the fiber is removed from the process. Then the milled long-fiber and fractionated short-fiber fractions are mixed to obtain paper pulp. Paper is made from this mass for the middle layer of three-layer cardboard or for the middle and bottom layers of four-layer cardboard. In the method, the middle layer is obtained with a mass of 100 g/m 2 . However, the description provides only the characteristics of cardboard weighing 320 g/ m2 .
Недостатком этого способа является высокая сложность процесса приготовления макулатурной бумажной массы для указанных слоев картона и значительная потеря волокна.The disadvantage of this method is the high complexity of the process of preparing waste paper pulp for these layers of cardboard and significant loss of fiber.
Известен способ получения бумаги (Патент РФ 2723819, D21F 11/12, опубл. 17.06.2020). При осуществлении данного способа проводят подготовку макулатурного сырья следующим образом. В производственных условиях макулатуру марки МС-5Б распускают в гидроразбивателе, проводят очистку от грубых включений на вихревых конических очистителях, сортируют, фракционируют с выделением длинноволокнистой и коротковолокнистой массы и сгущают. Грубую фракцию размалывают, после чего смешивают с мелкой фракцией и проводят тонкую очистку на вихревых конических очистителях. В результате проведенных технологических операций с подготовленным сырьем получают волокнистую массу из макулатурного сырья концентрацией 3,2-3,5% со степенью помола 36-40°ШР.There is a known method for producing paper (RF Patent 2723819, D21F 11/12, published 06/17/2020). When implementing this method, waste paper raw materials are prepared as follows. Under production conditions, MS-5B grade waste paper is dissolved in a pulper, cleaned from coarse inclusions using vortex conical cleaners, sorted, fractionated to separate long-fiber and short-fiber mass, and thickened. The coarse fraction is ground, then mixed with the fine fraction and fine cleaning is carried out using vortex conical cleaners. As a result of the technological operations carried out with the prepared raw materials, a fibrous mass is obtained from waste paper raw materials with a concentration of 3.2-3.5% with a grinding degree of 36-40°SR.
В данном способе не указывается количественная величина выделенных при фракционировании длинноволокнистой и коротковолокнистой масс, что усложняет реализацию способа на практике.This method does not indicate the quantitative amount of long-fiber and short-fiber masses isolated during fractionation, which complicates the implementation of the method in practice.
В вышеотмеченных патентах оптимизацию подготовки макулатурного сырья авторы пытаются достичь за счет технологических приемов, таких как фракционирование и отдельный размол длинноволокнистой фракции при изготовлении бумаги и картона. Повысить бумагообразующие свойства макулатурного сырья при изготовлении бумаги и картона возможно за счет введения в волокнистую массу различных химических упрочняющих веществIn the above-mentioned patents, the authors try to optimize the preparation of waste paper raw materials through technological methods, such as fractionation and separate grinding of the long-fiber fraction in the manufacture of paper and cardboard. It is possible to increase the paper-forming properties of waste paper raw materials in the manufacture of paper and cardboard by introducing various chemical reinforcing substances into the fibrous mass
Известен способ изготовления картона для плоских слоев гофрированного картона (Патент РФ 2765459, D21F 11/12, опубл. 31.01.2022). По технологии указанный картон для плоских слоев гофрированного картона изготавливают из макулатурного волокна, и он предназначен для изготовления упаковочной тары в виде ящиков и лотков для упаковки овощей, фруктов, а также охлажденных и замороженных продуктов. Для обеспечения специфических свойств картона и бумаги авторы предложили ввести в композицию бумажной массы химикаты, способствующие повышению влагопрочности, улучшению впитываемости, а также для повышения прочности в сухом состоянии картона Картон содержит гидрофобный клей и упрочняющий крахмал в массе и/или на поверхности и влагопрочную смолу в массе. Дополнительно картон содержит в массе катионную смолу на основе полиакриламида. Способ получения картона заключается в том, что гидрофобный клей и влагопрочную смолу разбавляют водой и смешивают между собой. Затем в бумажную массу вводят полученную смесь, катионный крахмал и катионную смолу на основе полиакриламида. Формируют слой картона и подвергают его поверхностной обработке составом, включающим гидролизованный крахмал и гидрофобный клей.There is a known method for producing cardboard for flat layers of corrugated cardboard (RF Patent 2765459, D21F 11/12, publ. 01/31/2022). According to the technology, the specified cardboard for flat layers of corrugated cardboard is made from waste paper fiber, and it is intended for the production of packaging containers in the form of boxes and trays for packaging vegetables, fruits, as well as chilled and frozen products. To ensure the specific properties of cardboard and paper, the authors proposed introducing chemicals into the paper pulp composition that help increase wet strength, improve absorbency, and also increase the dry strength of cardboard. Cardboard contains hydrophobic glue and reinforcing starch in the pulp and/or on the surface and a wet-strength resin in mass. Additionally, the cardboard contains a cationic resin based on polyacrylamide. The method for producing cardboard is that hydrophobic glue and wet-resistant resin are diluted with water and mixed together. Then the resulting mixture, cationic starch and cationic polyacrylamide-based resin are introduced into the paper pulp. A layer of cardboard is formed and subjected to surface treatment with a composition including hydrolyzed starch and hydrophobic glue.
Технический результат изобретения состоит в обеспечении повышения прочности картона во влажном состоянии благодаря ускорению реакция образования влагопрочных химических связей, увеличению количества таких связей между волокнами сырья без увеличения расхода влагопрочной смолы, а также в снижении впитываемости воды при длительном контакте с ней.The technical result of the invention is to ensure an increase in the strength of cardboard in a wet state due to the acceleration of the reaction of formation of moisture-resistant chemical bonds, an increase in the number of such bonds between the fibers of the raw material without increasing the consumption of wet-strength resin, as well as a decrease in water absorption during prolonged contact with it.
Полученный данным способом картон обладает повышенной прочностью во влажном и сухом состоянии и пониженной впитываемостью воды, при этом эффект влагопрочности, который зависит от развития влагопрочных химических связей смолы ППЭ, развивается в картоне в большей степени и существенно быстрее, а именно на 50-60% в течение нескольких часов и почти полностью в течение 1-2 суток.The cardboard obtained by this method has increased strength in wet and dry conditions and reduced water absorption, while the effect of wet strength, which depends on the development of wet-resistant chemical bonds of the PPE resin, develops in the cardboard to a greater extent and much faster, namely by 50-60% in within a few hours and almost completely within 1-2 days.
Из недостатков указанного способа можно отметить, что использование дефицитных и дорогих в стоимостном плане химикатов может существенно сказаться на цене картона для плоских слоев гофрированного картона.Among the disadvantages of this method, it can be noted that the use of scarce and expensive chemicals can significantly affect the price of cardboard for flat layers of corrugated cardboard.
Применение повышающих прочность химических веществ для бумаги или картона, как правило, оказывается ограниченным по соображениям стоимости. Даже если бы существовали подходящие химические вещества, они не могли бы использоваться, если они являются чрезмерно дорогостоящими, и значит, увеличивают цену конечного изделия. Следовательно, существует постоянная потребность в новых экономичных альтернативах для улучшения прочностных свойств бумаги и картона.The use of strength-enhancing chemicals for paper or board is generally limited due to cost considerations. Even if suitable chemicals existed, they could not be used if they were prohibitively expensive and therefore added to the price of the final product. Consequently, there is a constant need for new cost-effective alternatives to improve the strength properties of paper and board.
Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения картона для плоских слоев гофрированного картона. (Патент РФ 2233929, D21F 11/12, опубл. 10.08.2004).The closest in technological essence and achieved result to the proposed invention is a method for producing cardboard for flat layers of corrugated cardboard. (RF Patent 2233929, D21F 11/12, published 08/10/2004).
Суть данного способа в том, что в картоне для плоских слоев гофрированного картона, состоящего из верхнего волокнистого слоя, среднего и нижнего волокнистых слоев на основе макулатуры и поверхностного покрытия, нанесенного на верхний и/или нижний слой, согласно изобретению верхний слой содержит 100% макулатуры, средний и нижний слои дополнительно содержат полуфабрикат высокого выхода - химико-термомеханическую массу (ХТММ) со степенью помола 40-50оШР, полученную путем химической обработки раствором едкого натра в две стадии с одновременной пропаркой в шнековом аппарате, а макулатура взята со степенью помола 50-55°ШР, при этом средний волокнистый слой содержит указанные компоненты при следующем их соотношении, мас. %: химико-термомеханическая древесная масса 40-60 и макулатура 40-60; нижний волокнистый слой содержит указанные компоненты при следующем их соотношении, мас. %: химико-термомеханическая древесная масса 25-35 и макулатура 65-75, а масса покрытия составляет 0,2-2,5 г/м2.The essence of this method is that in a cardboard for flat layers of corrugated cardboard, consisting of a top fibrous layer, middle and bottom fibrous layers based on waste paper and a surface coating applied to the top and/or bottom layer, according to the invention, the top layer contains 100% waste paper , the middle and lower layers additionally contain a high-yield semi-finished product - chemical-thermomechanical mass (CTMP) with a degree of grinding of 40-50 o ShR, obtained by chemical treatment with a solution of caustic soda in two stages with simultaneous steaming in a screw apparatus, and waste paper is taken with a degree of grinding 50-55°SR, while the middle fibrous layer contains these components in the following ratio, wt. %: chemical-thermo-mechanical wood pulp 40-60 and waste paper 40-60; the lower fibrous layer contains the indicated components in the following ratio, wt. %: chemical-thermo-mechanical wood pulp 25-35 and waste paper 65-75, and the coating weight is 0.2-2.5 g/ m2 .
При этом химико-термомеханическую древесную массу получают из смеси березы и осины в одношнековом аппарате в две стадии с одновременной пропаркой. Первую стадию осуществляют раствором едкого натра с концентрацией 20-25 г/л при его расходе 2,5-4,0% в ед. Na2O от массы абсолютно сухой щепы при температуре 100-120°С. Вторую стадию осуществляют раствором едкого натра с концентрацией 26-30 г/л при его расходе 4,5-5,5% в ед. Na2O от массы абсолютно сухой щепы при температуре 150-160°С, а в качестве макулатуры используют макулатуру МС-6 -макулатуру от использованных ящиков и отходов гофропроизводства. Поверхностное покрытие, нанесенное в клеильном прессе, имеет массу покрытия 0,2-2,5 г/м2, предпочтительно на основе крахмала или натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. При этом в качестве крахмала используют катионный кукурузный или картофельный крахмал.In this case, chemical-thermomechanical wood pulp is obtained from a mixture of birch and aspen in a single-screw apparatus in two stages with simultaneous steaming. The first stage is carried out with a solution of caustic soda with a concentration of 20-25 g/l at a consumption of 2.5-4.0% per unit. Na 2 O by weight of absolutely dry wood chips at a temperature of 100-120°C. The second stage is carried out with a solution of caustic soda with a concentration of 26-30 g/l at a consumption of 4.5-5.5% per unit. Na 2 O from the mass of absolutely dry wood chips at a temperature of 150-160°C, and MS-6 waste paper is used as waste paper - waste paper from used boxes and corrugated waste. The surface coating applied in the size press has a coating weight of 0.2-2.5 g/m 2 , preferably based on starch or sodium carboxymethylcellulose. In this case, cationic corn or potato starch is used as starch.
Авторам удалось за счет совершенствования технологического процесса получить картон для плоских слоев гофрированного картона с более высокими показателями качества в сравнении с известным способом. В данном конкретном случае при изготовлении картона для плоских слоев гофрированного картона не использовались дорогостоящие проклеивающие и удерживающие химикаты.The authors managed, by improving the technological process, to obtain cardboard for flat layers of corrugated cardboard with higher quality indicators in comparison with the known method. In this particular case, no expensive sizing and retention chemicals were used in the production of the corrugated flat board.
Существенным недостатком известного способа является то, что получение ХТММ из лиственной древесины осуществляется в жестких температурно-временных параметрах и при высоком расходе гидроксида натрия на ее обработку. Использование в процессе производства ХТММ гидроксида натрия приводит к существенным проблемам экологического характера.A significant disadvantage of the known method is that the production of CTMP from deciduous wood is carried out under strict temperature and time parameters and with a high consumption of sodium hydroxide for its processing. The use of sodium hydroxide in the production process of CTMM leads to significant environmental problems.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения: роспуск макулатурной массы; получение полуфабриката высокого выхода; наличие вспомогательных химических веществ.Features of the prototype that coincide with the features of the claimed invention: dissolution of waste paper; obtaining a high-yield semi-finished product; presence of auxiliary chemicals.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы сократить до минимума или даже устранить существующие недостатки предшествующего уровня техники.The object of the present invention is to minimize or even eliminate the existing disadvantages of the prior art.
Еще одной технической задачей настоящего изобретения является создание экологически привлекательного, технологически целесообразного способа, обладающего повышенными эксплуатационными удобствами, который позволит упростить аппаратурное оформление, обогатить целевой продукт отличными потребительскими свойствами, характеризующимися высоким выходом и механической прочностью, позволяющими расширить диапазон областей его применения путем оптимизации последовательности действий, их режимов и используемых реагентов.Another technical objective of the present invention is to create an environmentally attractive, technologically feasible method with increased operational convenience, which will simplify the hardware design, enrich the target product with excellent consumer properties, characterized by high yield and mechanical strength, allowing to expand the range of areas of its application by optimizing the sequence of actions , their modes and reagents used.
Технический результат состоит в обеспечении высокого выхода целевого продукта с получением полуфабриката с высокими показателями качества и пригодного в бумажной промышленности при производстве бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона или для получения разовой экологически чистой посуды и упаковки.The technical result is to ensure a high yield of the target product with the production of a semi-finished product with high quality indicators and suitable in the paper industry for the production of paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard or for the production of disposable environmentally friendly tableware and packaging.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе изготовления бумажной массы, содержащей макулатурное волокно, полуфабрикат высокого выхода, проклеивающие и упрочняющие компоненты, для изготовления из нее бумаги и картона, подготовку макулатурного волокна проводят путем его диспергирования до степени помола 35-50°ШР с получением волокнистой массы, в качестве полуфабриката высокого выхода используют термомеханическую массу из гороховой соломы, полученной путем пропарки ее при температуре 60-90°С в течение 20-30 минут в присутствии поверхностно активного вещества ПАВ и карбамида, отделяют конденсат от пропарки, а гороховую солому подвергают термообработке при температуре 100-130°С в течение 20-60 минут с последующим размолом и сортированием, смешивают макулатурное волокно и термомеханическую массу в соотношении от 20:80 до 80:20 с получением волоконной смеси, затем в волоконную смесь вводят проклеивающий компонент в количестве 1,5-2,5 кг/т от массы абсолютно сухого волокна и упрочняющий компонент в количестве 4,0-6,0 кг/т от массы абсолютно сухого волокна и получают бумажную массу, которую обезвоживают, прессуют и сушат.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the method of producing paper pulp containing waste paper fiber, a high-yield semi-finished product, sizing and strengthening components for the manufacture of paper and cardboard from it, the preparation of waste paper fiber is carried out by dispersing it to a grinding degree of 35- 50°SR to obtain a fibrous mass; as a high-yield semi-finished product, a thermomechanical mass of pea straw is used, obtained by steaming it at a temperature of 60-90°C for 20-30 minutes in the presence of a surfactant and urea, the condensate is separated from the steaming , and pea straw is subjected to heat treatment at a temperature of 100-130°C for 20-60 minutes, followed by grinding and sorting, waste fiber and thermomechanical mass are mixed in a ratio of 20:80 to 80:20 to obtain a fiber mixture, then into a fiber mixture a sizing component is introduced in the amount of 1.5-2.5 kg/t by weight of absolutely dry fiber and a strengthening component in the amount of 4.0-6.0 kg/t by weight of absolutely dry fiber and paper pulp is obtained, which is dewatered, pressed and dried.
В качестве ПАВ используют ОП-7 или ОП-10, представляющие собой продукты обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена поверхностно-активные вещества, в количестве 0,5-0,9 кг/т от массы абсолютно сухого сырья.OP-7 or OP-10 are used as surfactants, which are products of processing a mixture of mono- and dialkylphenols with ethylene oxide surfactants, in an amount of 0.5-0.9 kg/t by weight of absolutely dry raw materials.
Используют карбамид с расходом 6,0-8,0 кг/т от массы абсолютно сухого сырья.Urea is used at a consumption of 6.0-8.0 kg/t based on the mass of absolutely dry raw materials.
В качестве проклеивающего компонента используют клей «Ультрасайз».Ultrasize glue is used as a sizing component.
В качестве упрочняющего компонента используют катионный крахмал.Cationic starch is used as a strengthening component.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - макулатурное волокно диспергируют до степени помола 35-50°ШР. В качестве полуфабриката высокого выхода применяют термомеханическую массу из гороховой соломы, полученную путем предварительной пропарки соломы при температуре не выше 90°С в присутствии ПАВ и карбамида, после чего гороховую солому подвергают термообработке при температуре 100-130°С в течение 20-60 минут с последующим размолом и сортированием. После чего диспергированное макулатурное волокно и термомеханическую массу (ТММ) из гороховой соломы смешивают в соотношении от 20:80 до 80:20, соответственно, с получением волоконной смеси.Features of the proposed technical solution that are distinctive from the prototype are that the waste paper fiber is dispersed to a grinding degree of 35-50°SR. As a high-yield semi-finished product, a thermomechanical mass of pea straw is used, obtained by preliminary steaming of the straw at a temperature not exceeding 90°C in the presence of surfactants and urea, after which the pea straw is heat treated at a temperature of 100-130°C for 20-60 minutes. subsequent grinding and sorting. Then the dispersed waste fiber and thermomechanical pulp (TMM) from pea straw are mixed in a ratio of 20:80 to 80:20, respectively, to obtain a fiber mixture.
Растущий спрос на картон и дефицит волокна для макулатурных картонов представляют возможность для организации производства картона из альтернативного недревесного сырья с качественными характеристиками выше макулатурных, особенно в ценовых параметрах макулатурного картона.The growing demand for cardboard and the shortage of fiber for waste paperboards present an opportunity to organize the production of cardboard from alternative non-wood raw materials with quality characteristics higher than waste paper, especially in the price parameters of waste paperboard.
Рассмотрение вопроса использования волокнистых полуфабрикатов из недревесного сырья, таких как солома злаковых и бобовых культур, льна и хлопка при изготовлении бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона является своевременным. Полуфабрикаты из указанного сырья легче размалываются до заданной степени помола, но трудней обезвоживаются по сравнению с полуфабрикатами из древесины. Применение, например, полуфабрикатов из соломы в композиции бумаги способствует равномерности вырабатываемой бумаги, уменьшению ее пылимости, а также повышению показателей сопротивления бумаги выщипыванию и истиранию.Consideration of the use of fibrous semi-finished products from non-wood raw materials, such as straw of cereals and legumes, flax and cotton in the manufacture of paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard is timely. Semi-finished products from these raw materials are easier to grind to a given degree of grinding, but are more difficult to dehydrate compared to semi-finished wood products. The use, for example, of semi-finished straw products in the paper composition promotes the uniformity of the produced paper, reduces its dust content, and also increases the paper's resistance to plucking and abrasion.
В соответствии с настоящим изобретением технология получения бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона и термомеханического способа получения волокнистого полуфабриката из соломы гороха включает в себя следующие этапы:In accordance with the present invention, the technology for producing paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard and a thermomechanical method for producing a fibrous semi-finished product from pea straw includes the following steps:
• роспуск макулатуры на волокна;• dissolution of waste paper into fibers;
• очистку макулатурной массы от примесей;• cleaning waste paper from impurities;
• размол макулатурной массы до определенной степени помола;• grinding waste paper to a certain degree of grinding;
• тонкую очистку макулатурной массы;• fine cleaning of waste paper;
• удаление по меньшей мере большей части воздуха, имеющегося в соломе, то есть пропарка соломы;• removing at least most of the air present in the straw, that is, steaming the straw;
• термомеханическую обработку соломы в среде насыщенного пара при повышенной температуре;• thermomechanical treatment of straw in a saturated steam environment at elevated temperatures;
• размол обработанной гороховой соломы до достижения заданных значений степени помола;• grinding of processed pea straw until the specified degree of grinding is achieved;
• составление из макулатурного волокна и ТММ из гороховой соломы бумажной композиции;• compiling a paper composition from waste paper fiber and TMM from pea straw;
• введение в бумажную композицию проклеивающих и упрочняющих химических компонентов;• introduction of sizing and strengthening chemical components into the paper composition;
• отлив, прессование и сушку бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона.• casting, pressing and drying of paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard.
Пропарка может осуществляться, например, в бункере с живым дном непрерывного действия, в котором солома перемещается через пропарочный бункер, где она находится в контакте с насыщенным паром в течение приблизительно 15-30 минут, при этом через форсунки вводятся растворы поверхностно-активного вещества и раствор карбамида.Steaming can be carried out, for example, in a continuous live bottom hopper, in which the straw is moved through the steaming hopper, where it is in contact with saturated steam for approximately 15-30 minutes, while surfactant solutions and solution are introduced through nozzles urea.
Поскольку отличительной особенностью стеблей бобовых культур является наличие жиро-воскового слоя, локализованного на поверхностях стеблей соломы, выполняющего защитную функцию и препятствующего свободному проникновению жидкости в межклеточное пространство, использование при пропарке поверхностно-активных веществ направлено на снижение действия отталкивания жидкости жиро-восковым слоем соломы. Пар, проникая в межклеточное пространство соломы, способствует процессу разрушения углеводного комплекса с выделением органических кислот, в том числе муравьиной и уксусной кислот.Кроме того, пропарка способствует вытеснению воздуха из соломы. Пропарка осуществляется при нормальном атмосферном давлении.Since a distinctive feature of legume stems is the presence of a fatty-wax layer localized on the surfaces of the straw stems, which performs a protective function and prevents the free penetration of liquid into the intercellular space, the use of surfactants during steaming is aimed at reducing the effect of liquid repulsion by the fatty-wax layer of straw. Steam, penetrating into the intercellular space of the straw, promotes the process of destruction of the carbohydrate complex with the release of organic acids, including formic and acetic acids. In addition, steaming helps to displace air from the straw. Steaming is carried out at normal atmospheric pressure.
Принцип обработки соломы раствором карбамида состоит в том, что под действием природного фермента уреазы, присутствующего в воде и соломе гороха, данный фермент, относящийся к классу гидролаз, катализирует гидролитическое расщепление карбамида с образованием аммиака и диоксида углерода и способствует повышению температуры до 45-50°С. Аммиак как щелочной реагент действует на лигноцеллюлозной комплекс и нарушает прочную химическую связь лигнина с клетчаткой. Реакция аммиака с водой образует щелочную среду и нейтрализует кислые продукты водного гидролиза гороховой соломы. Кроме того, аммиак имеет сильные фунгицидные и частично бактерицидные свойства, под действием которых прекращается развитие грибков и плесени, а также ограничивается развитие аэробных бактерий.The principle of treating straw with a solution of urea is that under the action of the natural enzyme urease, present in water and pea straw, this enzyme, belonging to the class of hydrolases, catalyzes the hydrolytic breakdown of urea with the formation of ammonia and carbon dioxide and promotes an increase in temperature to 45-50 ° WITH. Ammonia, as an alkaline reagent, acts on the lignocellulose complex and disrupts the strong chemical bond of lignin with fiber. The reaction of ammonia with water forms an alkaline environment and neutralizes the acidic products of aqueous hydrolysis of pea straw. In addition, ammonia has strong fungicidal and partially bactericidal properties, under the influence of which the development of fungi and mold is stopped, and the development of aerobic bacteria is limited.
Подобно любому лигноцеллюлозному сырью, солома гороха состоит преимущественно из взаимосвязанных полимеров: целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина. В незначительном количестве присутствуют минеральные, водорастворимые и экстрактивные вещества.Like any lignocellulosic raw material, pea straw consists primarily of interconnected polymers: cellulose, hemicelluloses and lignin. Mineral, water-soluble and extractive substances are present in small quantities.
В лигноцеллюлозном сырье целлюлозные микрофибриллы образуют в клеточной стенке каркас, который окружен лигногемицеллюлозной матрицей, состоящей из аморфных частей лигнина и гемицеллюлоз, тесно связанных между собой. Эти основные компоненты за счет многочисленных меж- и внутримолекулярных водородных и ковалентных связей делают структуру лигноцеллюлозной биомассы чрезвычайно сложной и в значительной степени затрудняют разделение структурных компонентов и выделение их в чистом виде.In lignocellulosic raw materials, cellulose microfibrils form a framework in the cell wall, which is surrounded by a lignohemicellulosic matrix consisting of amorphous parts of lignin and hemicelluloses, closely interconnected. These main components, due to numerous inter- and intramolecular hydrogen and covalent bonds, make the structure of lignocellulosic biomass extremely complex and greatly complicate the separation of structural components and their isolation in pure form.
Термическая обработка гороховой соломы направлена на разрушение инкрустирующих веществ, которые соединяют и заполняют волокна соломы. К инкрустирующим веществам относятся: лигнин, пектины и гемицеллюлозы. Инкрустирующие вещества, обволакивая и механически связывая волокна, сообщают им ломкость и хрупкость. При прерывании связи между целлюлозой и инкрустирующими веществами возникает возможность использования волокон соломы, главным образом лубяных, за счет гибкости, эластичности и прочности, для изготовления бумаги и картона. Чем больше удалены инкрустирующие вещества, то есть чем чище целлюлозная составляющая, тем ее свойства выражены лучше. В процессе термической обработки при получении ТММ из гороховой соломы разрушение и удаление инкрустирующих веществ не доводят до конца, но во всяком случае за счет пластификации в достаточной мере улучшают свойства волокон, позволяя вырабатывать из гороховой соломы бумагу, картон.Thermal treatment of pea straw is aimed at destroying the encrusting substances that connect and fill the straw fibers. Encrusting substances include: lignin, pectins and hemicelluloses. Encrusting substances, enveloping and mechanically binding the fibers, make them brittle and brittle. When the connection between cellulose and encrusting substances is interrupted, it becomes possible to use straw fibers, mainly bast fibers, due to their flexibility, elasticity and strength, for the manufacture of paper and cardboard. The more encrusting substances are removed, that is, the purer the cellulose component, the better its properties are expressed. In the process of heat treatment when obtaining TMM from pea straw, the destruction and removal of encrusting substances is not completed, but in any case, due to plasticization, the properties of the fibers are sufficiently improved, allowing the production of paper and cardboard from pea straw.
Способ осуществляют следующим образом:The method is carried out as follows:
Для изготовления бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона в нашем случае необходимо подготовить два вида материала: один из них - это макулатурное волокно и второй из них - это термомеханическая масса из гороховой соломы.To make paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard, in our case, it is necessary to prepare two types of material: one of them is waste paper fiber and the second of them is a thermomechanical mass made of pea straw.
Подготовка первого материала. В лабораторных условиях ящики из гофрированного картона разрывают на куски размером 20×30 мм, помещают в емкость и заливают водой, гидромодуль 1:10. По истечению 2-х часовой выдержки набухшие куски макулатуры помещают в дезинтегратор и распускают макулатуру на отдельные волокна и пучки волокон с получением волокнистой массы. В процессе сортирования и одновременно промывки волокнистой массы из нее удаляют бытовую пыль, скрепки и старый растворенный крахмал. Сортированную волокнистую массу размалывают на дисковом рафинере при концентрации 15-20% до степени помола 30-40°ШР. Размолотую макулатурную массу подвергают тонкой ступени очистки при концентрации 1,3-1,5% с выделением кондиционного волокна со степенью помола 35-50°ШР. Массу сгущают до концентрации 20-25% и хранят для дальнейшей переработки. Показатели качества макулатурного волокна приведены в таблице 1.Preparation of the first material. In laboratory conditions, corrugated cardboard boxes are torn into pieces measuring 20x30 mm, placed in a container and filled with water, hydromodulus 1:10. After a 2-hour exposure, the swollen pieces of waste paper are placed in a disintegrator and the waste paper is dissolved into individual fibers and bundles of fibers to obtain a fibrous mass. In the process of sorting and simultaneously washing the fibrous mass, household dust, paper clips and old dissolved starch are removed from it. The sorted fibrous mass is ground in a disk refiner at a concentration of 15-20% to a grinding degree of 30-40°SR. The ground waste paper mass is subjected to a fine stage of purification at a concentration of 1.3-1.5% to release conditioned fiber with a degree of grinding of 35-50°SR. The mass is concentrated to a concentration of 20-25% and stored for further processing. The quality indicators of waste paper fiber are given in Table 1.
Получение термомеханической массы. В качестве недревесного растительного сырья используют гороховую солому, стебли которой измельчают на части длиной от 5 до 7 см и просеивают через сито с перфорацией 2 мм для удаления пыли и мелких осколков соломы.Obtaining thermomechanical mass. Pea straw is used as a non-wood plant material, the stems of which are chopped into pieces 5 to 7 cm long and sifted through a sieve with 2 mm perforation to remove dust and small fragments of straw.
Готовят растворы: поверхностно-активного веществ (ПАВ) ОП-7 или ОП-10 по ГОСТ 8433-81 концентрацией 15-25 г/дм3 и карбамида по ГОСТ 2981-2010 концентрацией 15-25 г/дм.Solutions are prepared: surfactants (surfactants) OP-7 or OP-10 according to GOST 8433-81 with a concentration of 15-25 g/dm 3 and urea according to GOST 2981-2010 with a concentration of 15-25 g/dm.
Берут определенное количество абсолютно сухой сечки гороховой соломы и загружают в перфорированную емкость из нержавеющей стали, которую помещают в автоклав и пропаривают насыщенным паром в течение 20-30 минут в присутствии ПАВ с расходом 0,5-0,9 кг/т и карбамида с расходом 6,0-8,0 кг/т, от массы абсолютно сухого сырья, поддерживая температуру в емкости не выше 90°С. Пропаренную сечку подают в шнековый пресс, где отделяют конденсат до сухости сечки 60-65%.Take a certain amount of absolutely dry chaffed pea straw and load it into a perforated stainless steel container, which is placed in an autoclave and steamed with saturated steam for 20-30 minutes in the presence of a surfactant at a rate of 0.5-0.9 kg/t and urea at a rate 6.0-8.0 kg/t, based on the weight of absolutely dry raw materials, maintaining the temperature in the container no higher than 90°C. The steamed chaff is fed into a screw press, where the condensate is separated until the chaff is 60-65% dry.
В той же емкости проводят термическую обработку гороховой соломы насыщенным паром в течение 20-60 минут при температуре 100-130°С. По окончании времени обработки проводят разбавление сечки водой и размалывают на дисковом рафинере при концентрации массы 20-30%.In the same container, heat treatment of pea straw is carried out with saturated steam for 20-60 minutes at a temperature of 100-130°C. At the end of the processing time, the chaff is diluted with water and ground in a disk refiner at a mass concentration of 20-30%.
Волокнистую массу после рафинера собирают в емкости, разбавляют водой до концентрации 10-12% и перемешивают. Затем разбавляют массу водой до концентрации 3,0-3,5% и направляют на сортирование. После стадии сортирования кондиционное волокно концентрацией 1,5-1,8% сгущают до концентрации 20-25% и хранят для дальнейшей переработки, в том числе и на составление бумажной композиции с макулатурой для получения бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона и изготовление одноразовой посуды.The fibrous mass after the refiner is collected in containers, diluted with water to a concentration of 10-12% and mixed. Then the mass is diluted with water to a concentration of 3.0-3.5% and sent for sorting. After the sorting stage, conditioned fiber with a concentration of 1.5-1.8% is condensed to a concentration of 20-25% and stored for further processing, including the preparation of a paper composition with waste paper to produce paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard and the production of disposable dishes.
Количество отходов сортирования составляет 11,0-13,0% от всей волокнистой массы. Отходы сортирования после сгущения смешивают с сечкой, прошедшей стадию обезвоживания после пропарки, после чего они дополнительно проходят стадии пропитки, термообработки и размола. Технологические параметры и показатели качества термомеханической массы приведены в таблице 2.The amount of sorting waste is 11.0-13.0% of the total fibrous mass. Sorting waste after thickening is mixed with chaff that has gone through the stage of dehydration after steaming, after which they additionally go through the stages of impregnation, heat treatment and grinding. Technological parameters and quality indicators of the thermomechanical mass are given in Table 2.
Пример 1.Example 1.
Подготавливают по вышеописанной технологии волокнистые полуфабрикаты. Термомеханическую массу размалывают до степени помола 70°ШР, а макулатуру размалывают до степени помола 35°ШР и в соотношении 20:80, соответственно помещают в емкость, доводят концентрацию массы водой до 3% и подогревают содержимое до 40°С при перемешивании.Fibrous semi-finished products are prepared using the technology described above. The thermomechanical mass is ground to a grinding degree of 70°ShR, and the waste paper is ground to a grinding degree of 35°ShR and in a ratio of 20:80, respectively placed in a container, the concentration of the mass is adjusted with water to 3% and the contents are heated to 40°C with stirring.
Для улучшения прочностных свойств изготавливаемого полотна бумаги для гофрирования и картона для плоских слоев гофрированного картона в волокнистую массу при перемешивании вводят удерживающий реагент, в качестве которого используют катионный крахмал в количестве 5,0 кг/т от массы абсолютно сухой бумаги и картона. Массу разбавляют водой до концентрации 0,9% и добавляют проклеивающий реагент, в качестве которого используют клей «Ультрасайз», в количестве 2,0 кг/т от массы абсолютно сухой бумаги и картона с получением бумажной массы.To improve the strength properties of the manufactured sheet of paper for corrugation and cardboard for flat layers of corrugated cardboard, a retaining reagent is introduced into the fibrous mass while stirring, which is cationic starch in an amount of 5.0 kg/t by weight of absolutely dry paper and cardboard. The mass is diluted with water to a concentration of 0.9% and a sizing reagent is added, for which Ultrasize glue is used, in an amount of 2.0 kg/t by weight of absolutely dry paper and cardboard to obtain paper pulp.
Бумагу для гофрирования изготавливают массой 125 г/м2, а картон для плоских слоев гофрированного картона изготавливают массой 150 г/м2 Данные эксперимента приведены в таблицах 3 и 4.Corrugated paper is made with a weight of 125 g/ m2 , and cardboard for flat layers of corrugated cardboard is made with a weight of 150 g/ m2. The experimental data are given in Tables 3 and 4.
Пример 2.Example 2.
Эксперимент выполняют по примеру 1, отличия состоят в том, что термомеханическую массу размалывают до степени помола 65°ШР, а макулатуру размалывают до степени помола 40°ШР и смешивают в соотношении 40:60, соответственно. Расход катионного крахмала 4,5 кг/т, а проклеивающего реагента 2,5 кг/т от массы абсолютно сухой бумаги.The experiment is carried out according to example 1, the differences are that the thermomechanical mass is ground to a grinding degree of 65°ShR, and the waste paper is ground to a grinding degree of 40°ShR and mixed in a ratio of 40:60, respectively. The consumption of cationic starch is 4.5 kg/t, and the sizing reagent is 2.5 kg/t based on the weight of absolutely dry paper.
Данные эксперимента приведены в таблицах 3 и 4.The experimental data are shown in tables 3 and 4.
Пример 3.Example 3.
Эксперимент выполняют по примеру 1, отличия состоят в том, что термомеханическую массу размалывают до степени помола 60°ШР, а макулатуру размалывают до степени помола 45°ШР и смешивают в соотношении 60:40, соответственно. Расход катионного крахмала 4,0 кг/т, а проклеивающего реагента 2,5 кг/т от массы абсолютно сухой бумаги.The experiment is carried out according to example 1, the differences are that the thermomechanical mass is ground to a grinding degree of 60°ShR, and the waste paper is ground to a grinding degree of 45°ShR and mixed in a ratio of 60:40, respectively. The consumption of cationic starch is 4.0 kg/t, and the sizing reagent is 2.5 kg/t based on the weight of absolutely dry paper.
Данные эксперимента приведены в таблицах 3 и 4.The experimental data are shown in tables 3 and 4.
Пример 4.Example 4.
Эксперимент выполняют по примеру 1, отличия состоят в том, что термомеханическую массу размалывают до степени помола 55°ШР, а макулатуру размалывают до степени помола 50°ШР и смешивают в соотношении 80:20, соответственно. Расход катионного крахмала 6,0 кг/т, а проклеивающего реагента 1,5 кг/т от массы абсолютно сухой бумаги.The experiment is carried out according to example 1, the differences are that the thermomechanical mass is ground to a grinding degree of 55°ShR, and waste paper is ground to a grinding degree of 50°ShR and mixed in a ratio of 80:20, respectively. The consumption of cationic starch is 6.0 kg/t, and the sizing reagent is 1.5 kg/t based on the weight of absolutely dry paper.
Данные эксперимента приведены в таблицах 3 и 4.The experimental data are shown in tables 3 and 4.
Данные таблиц 1,2,3 и 4 свидетельствуют о том, что предложенный способ подготовки соответствующим образом волокнистых полуфабрикатов: макулатурного волокна и термомеханической массы из гороховой соломы, могут быть использованы для изготовления гофрированной бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона. В процессе получения ТММ из гороховой соломы было обнаружено, что пропарка в присутствии ПАВ и карбамида в сочетании с последующей термической обработкой создается идеальные условия, способствующие пластификации лигноцеллюлозного комплекса и разделению гороховой соломы на целые неповрежденные волокна. При размоле гибкие и эластичные волокна в большей степени фибриллируются и меньше рубятся поперек.Data from tables 1,2,3 and 4 indicate that the proposed method for preparing appropriately fibrous semi-finished products: waste paper fiber and thermomechanical mass from pea straw can be used for the production of corrugated paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard. In the process of obtaining TMP from pea straw, it was discovered that steaming in the presence of surfactants and urea in combination with subsequent heat treatment creates ideal conditions that promote plasticization of the lignocellulosic complex and the separation of pea straw into intact undamaged fibers. When grinding, flexible and elastic fibers fibrillate to a greater extent and are cut transversely less.
Кроме того, термомеханический процесс получения волокнистого полуфабриката из любого сырья более экологичен по сравнению с термохимическим способом. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить волокнистый полуфабрикат из недревесного однолетнего растительного сырья гороховой соломм с показателями качества, удовлетворяющими получение гофрированной бумаги и картона для плоских слоев гофрированного картона.In addition, the thermomechanical process for producing a fibrous semi-finished product from any raw material is more environmentally friendly compared to the thermochemical method. Thus, the proposed method makes it possible to obtain a fibrous semi-finished product from non-wood annual plant raw material pea straw with quality indicators that satisfy the production of corrugated paper and cardboard for flat layers of corrugated cardboard.
Предложенный способ является простым и эффективным, так как позволяет получать бумагу для гофрирования и картон для плоских слоев картона из макулатуры и ТММ, полученной из гороховой соломы, при оптимально выбранном соотношении указанных компонентов.The proposed method is simple and effective, as it makes it possible to produce paper for corrugation and cardboard for flat layers of cardboard from waste paper and TMM obtained from pea straw, with an optimally selected ratio of these components.
Показатель сопротивления плоскостному сжатию гофрированного образца определялся по ГОСТ 7263-2011, для чего исследуемый образец подвергался гофрированию на специальной лабораторной установке для гофрирования. На этой же установке получали образцы, у которых определялось сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца по ГОСТ 28686-90. Показатель разрушающего усилия при сжатии кольца определялся в соответствии с ГОСТ 10711-97. Бумага и картон обладают свойствами, соответствующими показателям марки Б-1 «Бумага для гофрирования» ГОСТ 53206-2008 и марки К-1 «Картон для плоских слоев гофрированного картона» ГОСТ5307-2008.The resistance to in-plane compression of a corrugated sample was determined according to GOST 7263-2011, for which the test sample was subjected to corrugation in a special laboratory installation for corrugation. Using the same installation, samples were obtained, for which the resistance to end compression of a corrugated sample was determined according to GOST 28686-90. The indicator of the breaking force during compression of the ring was determined in accordance with GOST 10711-97. Paper and cardboard have properties corresponding to the indicators of grade B-1 “Paper for corrugation” GOST 53206-2008 and grade K-1 “Cardboard for flat layers of corrugated cardboard” GOST 5307-2008.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2817124C1 true RU2817124C1 (en) | 2024-04-10 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1719503A1 (en) * | 1989-06-06 | 1992-03-15 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Method of preparing spoilage pulp for manufacturing elementary layers of multi-layer paper and cardboard |
| RU2233929C1 (en) * | 2003-07-29 | 2004-08-10 | Закрытое акционерное общество "Картонтара" | Cardboard for flat layers of corrugated cardboard and container using the same |
| WO2020188541A1 (en) * | 2019-03-21 | 2020-09-24 | Unwasted Limited | Process and system for manufacturing a fibreboard from waste materials |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1719503A1 (en) * | 1989-06-06 | 1992-03-15 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Method of preparing spoilage pulp for manufacturing elementary layers of multi-layer paper and cardboard |
| RU2233929C1 (en) * | 2003-07-29 | 2004-08-10 | Закрытое акционерное общество "Картонтара" | Cardboard for flat layers of corrugated cardboard and container using the same |
| WO2020188541A1 (en) * | 2019-03-21 | 2020-09-24 | Unwasted Limited | Process and system for manufacturing a fibreboard from waste materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Laftah et al. | Pulping process and the potential of using non-wood pineapple leaves fiber for pulp and paper production: a review | |
| US7186316B1 (en) | Method for preparing pulp from cornstalk | |
| AU705185B2 (en) | A light drainability, bulky chemimechanical pulp that has a low shive content and a low fine-material content | |
| Sridach | Pulping and paper properties of Palmyra palm fruit fibers. | |
| US8012308B2 (en) | Manufacturing method of mechanical pulp from cornstalk cellulose | |
| EP0931862A1 (en) | Process for the production of elementary vegetable bast fibres | |
| Kaur et al. | Optimization of soda pulping process of lignocellulosic residues of lemon and sofia grasses produced after steam distillation | |
| US4116758A (en) | Method of producing high yield chemimechanical pulps | |
| RU2817124C1 (en) | Thermomechanical mass of pea straw and method of making paper and cardboard from it | |
| KR100324487B1 (en) | Preparation method for the cornstalk pulping | |
| KR100652975B1 (en) | Manufacturing method of semichemical mechanical pulp from cornstalk | |
| EP0199481B1 (en) | A process for the manufacture of cellulose pulps | |
| Elzaki et al. | Suitability of Sudanese pearl millet stalks Pennisetum glaucum (L.) for alkaline pulping with additives | |
| US3013931A (en) | Printing paper and process of making the same | |
| Pekarovic et al. | Two-step straw processing–a new concept of silica problem solution | |
| Mulyantara et al. | Properties of fibers prepared from oil palm empty fruit bunch for use as corrugating medium and fiberboard | |
| RU2809473C1 (en) | Method for producing fibrous semi-finished product from plant raw materials | |
| JP2020059929A (en) | Vegetable fiber bundle | |
| RU2813172C1 (en) | Fibrous semi-finished product from sunflower husks and a method of its production (options) | |
| Lam et al. | Production of paper grade pulp from bagasse by a novel pulping process | |
| KR100750330B1 (en) | Manufacturing method of mechanical pulp from cornstalk | |
| Alebiosu et al. | Investigation into the Mechanical Properties of Banana/Sugar Cane Fibre Paper Blend | |
| US20220389171A1 (en) | Lignocellulosic composite formed by a first source from maize plant waste with cellulose fibres from a second source and production method | |
| De Groot et al. | Alkaline pulping of fiber hemp | |
| Soloi et al. | CHARACTERIZATION OF OIL PALM LEAF PAPER WITH STARCH AS BINDER |