CN110939013B - 一种高松厚度灰板纸的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高松厚度灰板纸的制造方法，包括如下步骤：对制浆黑液进行除杂、浓缩，制备木质素浓缩液；对所述木质素浓缩液进行阳离子化改性，制备阳离子改性木质素；以OCC为原料，经碎纸、磨浆、筛浆后获得良浆，向所述良浆中添加所述阳离子改性木质素，充分搅拌混合，稀释后添加AKD浆内施胶，经常规抄造工艺获得所述高松厚度灰板纸。本发明在提高松厚度的同时不额外添加增强剂等化学助剂的情况下保持纸品强度，有效降低了生产成本，且无需大幅调整原有生产工序，操作简单，具有很好的工业化前景。此外，也为制浆黑液的综合利用提供又一个有效的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及灰板纸制备领域，具体涉及一种高松厚度灰板纸的制造方法。
背景技术
灰纸板是由再生废纸生产而成。产品分为单灰、双灰、全灰，属于环保型包装材料。灰板纸主要用于包装盒子、广告用板、文件夹、相框背板、箱包、精装书本、收纳盒、样本、衬板、隔板等。
近年来，造纸企业越来越关注纸张松厚度这一指标。在相同条件下，高松厚度的纸会带来纸张厚度和柔软度的提升。由于高松厚度纸张可以同等厚度替代原来的高定量纸张，不仅节约纤维原料，同时降低生产成本和运输成本，对造纸企业而言，如果能达到高松厚度，就能使用较少的纤维材料在降低生产成本的同时，满足消费者对纸张使用特性的要求，为企业带来更好的经济效益。
OCC(Old Corrugated Container)是旧纸箱废纸类，含有本色硫酸盐木浆和废纸浆，其面层多由本色硫酸盐木浆或上好的牛皮卡废纸组成，而中底层的瓦楞纸则是由质地较差的瓦楞废纸组成，回收次数多。这些纸浆粘度大，游离度低，用来回收抄纸，成纸必然紧度大，松厚度低，尤其是国内OCC，其中的瓦楞纸含有不少的草类纤维原料，半纤维素含量高，抄成纸后松厚度小。因此，OCC除了其含量较少的本色木浆对纸的松厚度有贡献外，其它大部分组分对松厚度没有好的作用。所以靠OCC是难以提高松厚度的。因此，通常采用混合大量ONP的方式提高灰板纸的松厚度，但ONP的加入会导致成纸强度、平滑度等性能的降低，从而影响成纸质量。
木质素是由芳香醇聚合而成的一类物质，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，为次生壁主要的成分。木质素主要位于纤维素纤维之间，起支撑、抗压作用。由于木质素具有疏水性，所以存在于浆料纤维表面的木质素会阻止纤维素分子间氢键的形成，从而导致纤维间结合强度的下降，继而影响成型纸张的强度，因此木浆浆料一般需通过化学或物理方法去除木质素，经去木质素处理过的木浆浆料中木质素含量小于1％，从而消除木质素对成型纸张抗涨指数、撕裂指数和耐破指数等强度的影响。烧碱法制浆是主流的制浆方法之一，蒸煮过程产生的废液(制浆黑液)含有大量的木质素，而目前制浆造纸行业仅实现很少一部分废液加以利用，其中大量的制浆废液仅用于燃烧回收能量。如何对制浆黑液进行综合利用是造纸企业的重要课题之一。目前尚没有将制浆黑液中的木质素进行改性并综合利用于灰板纸制造工艺中，以提高灰板纸松厚度的研究报道。
发明内容
本发明旨在提供一种高松厚度灰板纸的制造方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的：
一种高松厚度灰板纸的制造方法，包括如下步骤：
1)对制浆黑液进行除杂、浓缩，制备木质素浓缩液；
2)对所述木质素浓缩液进行阳离子化改性，制备阳离子改性木质素；
3)以OCC为原料，经碎纸、磨浆、筛浆后获得良浆，向所述良浆中添加所述阳离子改性木质素，充分搅拌混合，稀释后添加AKD浆内施胶，经常规抄造工艺获得所述高松厚度灰板纸。
步骤1中，所述除杂主要是除去制浆黑液中的水不溶物及纤维素类杂质，可以采用本领域常用手段除去制浆黑液中的各类杂质，优选采用微滤膜进行除杂。所述浓缩优选采用膜处理方法，例如采用超滤膜、纳滤膜对废液进行浓缩处理。所述木质素浓缩液的浓度优选为20-25wt％。
步骤2中，所述阳离子改性木质素的制备方法，包括如下步骤：
将环氧氯丙烷、三乙胺、甲醇、水和硫酸钾混合，40-50℃下反应2-3小时，然后将所述木质素浓缩液加入反应体系中继续反应2-3小时，得到所述阳离子改性木质素。
优选的，各组分的重量份数如下：
甲醇和水是作为反应溶剂，其用量没有特别限定，本领域技术人员可以根据反应条件进行调整。例如，甲醇的用量为50-100重量份，水的用量为100-200重量份。
步骤3中，采用纯OCC作为原料进行抄造，其中诸如碎纸、磨浆、筛浆、抄造等步骤均可以采用本领域常规工艺方法，此处不再赘述。本发明的关键点在于在上浆前将所述阳离子改性木质素加入纸浆中，然后添加所需的各种浆内助剂，例如增白剂、增强剂、施胶剂、填料等等。阳离子改性木质素的添加量为纸浆绝干量的2-5wt％。
优选的，磨浆步骤中，纸浆的叩解度控制在45-50°SR。
发明人发现，经过上述改进后，可大幅提高灰板纸的松厚度，且纸张强度基本保持不变。本发明高松厚度灰板纸的制造方法在提高松厚度的同时不额外添加增强剂等化学助剂的情况下保持纸品强度，有效降低了生产成本，且无需大幅调整原有生产工序，操作简单，具有很好的工业化前景。此外，也为制浆黑液的综合利用提供又一个有效的应用领域。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。各原料如无特别说明，均为常规市售产品。制浆黑液采用烧碱法制浆获得的废液。
实施例1
一种高松厚度灰板纸的制造方法，包括如下步骤：
1)取制浆黑液，先经过初级过滤除去大粒径杂质，然后采用微滤膜进一步除去水不溶物及纤维素类杂质，采用超滤膜对废液进行浓缩处理，得到浓度在25wt％左右的木质素浓缩液；
2)将100重量份环氧氯丙烷、100重量份三乙胺、75重量份甲醇、150重量份水和2重量份硫酸钾混合入反应釜中，升温至45℃左右，反应2.5小时，然后将400重量份上述木质素浓缩液加入反应体系中继续反应2.5小时，得到阳离子改性木质素；
3)将OCC废纸清洁后送入碎浆机中粉碎，同时添加白水，白水和废纸的质量比为4:1；将碎纸浆进入磨浆机中以1200-1300r/min的速度磨浆，使浆的叩解度达到45-50°SR；通过压力筛进行筛浆后获得良浆，向所述良浆中添加上述阳离子改性木质素，添加量为纸浆绝干量的3wt％，充分搅拌混合，稀释至浓度为4％后添加AKD浆内施胶，然后将纸浆送入造纸机中经常规抄造工艺获得所述高松厚度灰板纸。
实施例2
一种高松厚度灰板纸的制造方法，包括如下步骤：
1)取制浆黑液，先经过初级过滤除去大粒径杂质，然后采用微滤膜进一步除去水不溶物及纤维素类杂质，采用超滤膜对废液进行浓缩处理，得到浓度在20wt％左右的木质素浓缩液；
2)将100重量份环氧氯丙烷、120重量份三乙胺、50重量份甲醇、100重量份水和1重量份硫酸钾混合入反应釜中，升温至40℃左右，反应3小时，然后将350重量份上述木质素浓缩液加入反应体系中继续反应3小时，得到阳离子改性木质素；
3)将OCC废纸清洁后送入碎浆机中粉碎，同时添加白水，白水和废纸的质量比为4:1；将碎纸浆进入磨浆机中以1200-1300r/min的速度磨浆，使浆的叩解度达到45-50°SR；通过压力筛进行筛浆后获得良浆，向所述良浆中添加上述阳离子改性木质素，添加量为纸浆绝干量的2wt％，充分搅拌混合，稀释至浓度为4％后添加AKD浆内施胶，然后将纸浆送入造纸机中经常规抄造工艺获得所述高松厚度灰板纸。
实施例3
一种高松厚度灰板纸的制造方法，包括如下步骤：
1)取制浆黑液，先经过初级过滤除去大粒径杂质，然后采用微滤膜进一步除去水不溶物及纤维素类杂质，采用超滤膜对废液进行浓缩处理，得到浓度在25wt％左右的木质素浓缩液；
2)将100重量份环氧氯丙烷、120重量份三乙胺、100重量份甲醇、200重量份水和3重量份硫酸钾混合入反应釜中，升温至50℃左右，反应2小时，然后将600重量份上述木质素浓缩液加入反应体系中继续反应2小时，得到阳离子改性木质素；
3)将OCC废纸清洁后送入碎浆机中粉碎，同时添加白水，白水和废纸的质量比为4:1；将碎纸浆进入磨浆机中以1200-1300r/min的速度磨浆，使浆的叩解度达到45-50°SR；通过压力筛进行筛浆后获得良浆，向所述良浆中添加上述阳离子改性木质素，添加量为纸浆绝干量的5wt％，充分搅拌混合，稀释至浓度为4％后添加AKD浆内施胶，然后将纸浆送入造纸机中经常规抄造工艺获得所述高松厚度灰板纸。
对比例1
未添加阳离子改性木质素，其他同实施例1的步骤3。
对比例2
省略步骤2，即未对木质素进行阳离子改性，步骤3中用步骤1得到的木质素浓缩液取代阳离子改性木质素添加到良浆中，其他步骤同实施例1的步骤1和步骤3。
成纸性能测试
采用GB/T 451.2-2002、GB/T541.3-2002的方法测定成纸的松厚度，采用GB/T2679.8-2016的方法测定成纸的环压强度指数。各实施例和对比例的成纸性能测试数据如表1所示：
表1
| 样品 | 松厚度(cm<sup>3</sup>/g) | 环压强度指数(N·m/g) |
| 实施例1 | 1.33 | 11.4 |
| 实施例2 | 1.29 | 11.3 |
| 实施例3 | 1.31 | 11.3 |
| 对比例1 | 1.02 | 11.5 |
| 对比例2 | 1.18 | 10.6 |
测试结果表明，本发明高松厚度灰板纸的松厚度可提高25-30％，且纸张强度基本保持不变。本发明在提高灰板纸松厚度的同时不额外添加增强剂等化学助剂的情况下保持纸品强度，有效降低了生产成本，且无需大幅调整原有生产工序，操作简单，具有很好的工业化前景。此外，也为制浆黑液的综合利用提供又一个有效的应用领域。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种高松厚度灰板纸的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1 ） 对制浆黑液进行除杂、浓缩，制备木质素浓缩液；
2）对所述木质素浓缩液进行阳离子化改性，制备阳离子改性木质素；
3）以OCC为原料，经碎纸、磨浆、筛浆后获得良浆，向所述良浆中添加所述阳离子改性木质素，充分搅拌混合，稀释后添加AKD浆内施胶，经常规抄造工艺获得所述高松厚度灰板纸；
步骤2中，所述阳离子改性木质素的制备方法，包括如下步骤：将环氧氯丙烷、三乙胺、甲醇、水和硫酸钾混合，40-50℃下反应2-3小时，然后将所述木质素浓缩液加入反应体系中继续反应2-3小时，得到所述阳离子改性木质素；
所述阳离子改性木质素的添加量为良浆绝干量的2-5wt%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，采用微滤膜进行除杂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，采用超滤膜或纳滤膜进行浓缩。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述木质素浓缩液的浓度为20-25wt%。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各组分的重量份数如下：
环氧氯丙烷 100份、
三乙胺 100-120份、
木质素 70-150份、
硫酸钾 1-3份、
甲醇 适量、
水 适量。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3的磨浆步骤中，纸浆的叩解度控制在45-50ºSR。
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