低重金屬瓦楞紙板及其生產工藝的製作方法
2023-09-16 07:37:50
專利名稱：低重金屬瓦楞紙板及其生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種瓦楞紙板及其生產工藝。
背景技術：
瓦楞紙板是重要的包裝材料，它由面紙、裡紙、芯紙和加工成波形瓦楞的瓦楞紙通過粘合而成，生產過程中因原料和用水，難免引入重金屬，過量重金屬對人體健康有一定危害，胎兒和嬰兒受到的影響尤甚，它們可以導致產嬰畸型，影響嬰兒的身體和智力發育，破壞免疫系統，嚴重的導致癌症。過去對此要求不嚴格，關注也較少。隨著聯合國《重金屬議定書》生效，作為各行各業重要包裝材料的瓦楞紙板，對其重金屬含量控制將作為一項重要的技術指標，該指標不但關係到瓦楞紙板本身的市場走向，也關係到被包裝的商品市場走向，尤其對出口商品，如果包裝材料瓦楞紙板重金屬含量超標，該出口商品就有可能被進口國拒絕入境。因此開發重金屬含量較低的瓦楞紙板已成為當務之急。
瓦楞紙板中的重金屬主要來源於造紙過程中所使用的造紙原料、生產用水、化學助劑。
瓦楞紙板所用紙的原料較為複雜，廢紙和麥草半化學漿是我國瓦楞原紙的主要纖維原料，例如《黑龍江造紙》2004，32(1)6-7「利用植物秸杆生產高強瓦楞原紙」一文描述的技術內容。但這類原料一般來說重金屬含量較高，而國際上廣泛採用半化學闊葉木漿作為生產瓦楞原紙的原料，這類原料重金屬含量較低，但原料價格較高。
造紙過程中需用大量生產用水，生產用水又分為二部分，一部分是補充的新鮮生產用水，另一部分生產中循環用水。這二部分生產用水中都含有一定量重金屬，尤以生產中循環用水重金屬含量較高。
造紙過程中需用不同的化學助劑，為了降低生產成本，所用的化學助劑級別較低，一般為工業級。級別較低的化學助劑重金屬含量較高。
發明內容
為提供一種低重金屬含量的瓦楞紙板及其生產工藝，本發明提供以下技術方案。
低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，包括以下步驟a.用ZJSC重金屬沉澱藥劑處理生產用水，b.將經步驟a處理後的低重金屬生產用水注入紙漿原料，混合成紙漿，c.向紙漿中加入胺羧類絡合劑(例如EDTA、DTPA)，混合成含絡合劑紙漿，靜置沉澱，d.抄紙，壓模，得到低重金屬瓦楞原紙，e.利用低重金屬瓦楞原紙生產低重金屬瓦楞紙板。
優選的方案為步驟a中ZJSC的加入量的重量百分比為生產用水的0.5％～5％，添加了ZJSC的生產用水的pH值控制在3～10，處理時進行攪拌。攪拌的時間為3～20分鐘，優選5～10分鐘。
更優選ZJSC的加入量的重量百分比為生產用水的1％～2％。
更優選添加了ZJSC的生產用水的pH值控制在6～8。
優選步驟c中添加的胺羧類絡合劑為EDTA，添加量為紙漿重量百分比的0.01％～1％，用EDTA處理後的紙漿pH值控制在3～10，處理時進行攪拌。攪拌時間為5～30分鐘，優選10～20分鐘。EDTA毒性小，價格低，效果最好，因此比DTPA更常用。
更優選EDTA的添加量為紙漿重量百分比的0.1％～0.5％。
最優選EDTA的添加量為紙漿重量百分比的0.2％。
優選用EDTA處理後的紙漿pH值控制在6～8。
優選對抄紙後的造紙廢水用硫化鈉或硫化氫進行處理。
優選加入的硫化鈉或硫化氫為造紙廢水重量百分比的0.5％～5％，用硫化鈉或硫化氫處理後的造紙廢水的pH值控制在3～10，處理時進行攪拌。攪拌時間2～30分鐘，優選10～20分鐘。
優選加入的硫化鈉或硫化氫為造紙廢水重量百分比的1％～2％。
優選用硫化鈉或硫化氫處理後的造紙廢水的pH值控制在5～9。
低重金屬瓦楞紙板，由裡紙、面紙、芯紙和波形瓦楞紙粘合而成，其特徵在于波形瓦楞紙、裡紙、面紙、芯紙是由上述低重金屬瓦楞紙板的生產工藝的任一項所述的方法製得。
瓦楞紙板中的重金屬源頭有兩大類，紙纖維原料中的重金屬，是以化合物形式存在於纖維固相中；生產用水和化學助劑中的重金屬，在造紙過程中存在於水相中。對紙纖維原料中重金屬，在造紙製漿過程中在紙漿中加入胺羧類絡合劑，優選EDTA(乙二胺四乙酸)絡合劑，與紙纖維固相中的重金屬絡合成可溶性絡合物，使其進入水相，以達到除去紙纖維中重金屬目的。
生產用水中的重金屬採用ZJSC重金屬沉澱劑絡合沉澱法除去。ZJSC是一種高分子化合物，能在常溫及較寬的處理條件下與水中的重金屬離子快速反應，生成不溶於水的螯合物，從而達到將重金屬離子去除的效果。
ZJSC對重金屬沉澱選擇性Hg2+＞Ag+＞Cd2+＞Cu2+＞Pb2+＞Zn2+＞Ni2+＞Cr3+＞Fe2+＞Mn2+＞Fe3+
ZJSC特點ZJSC能與金屬離子強力螯合，生成不溶於水的螯合鹽，將廢水中的重金屬離子去除到十億分之幾(ppb)的排放標準，對絡合形態的金屬離子(如EDTA、NH3、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、CN-以及其他絡合劑)有特效。使用ZJSC無需對廢水進行分類，只需直接以粉末的形式向水中投放，即可去除重金屬汙染物。汙泥中的重金屬不會再溶出，沒有二次汙染，汙泥易於脫水。
因分別對紙漿和生產用水進行了脫重金屬處理，抄紙後瓦楞原紙中的重金屬含量大幅度下降，造紙廢水中重金屬含量增加，然後在造紙廢水處理中加入硫化鈉或硫化氫沉澱廢水中的重金屬，廢水可作為生產用水循環使用，或按規定排放。
重金屬硫化物的溶解度一般都比較小，HgS、CdS、PbS溶度積(KSP)分別為1×10-53、1×10-29、1×10-28。因此用硫化鈉或硫化氫作沉澱劑也能有效地將重金屬從水中除去。沉澱反應式如下
採用本發明公開的生產工藝技術製得的低重金屬瓦楞紙板，其重金屬含量符合聯合國《重金屬議定書》中的規定，其中鉛含量≤100PPM、汞含量≤100PPM、鎘含量≤5PPM。
採用這種工藝生產的低重金屬瓦楞紙板，其產品技術性能指標如下耐破強度638～1961KPa邊壓強度4.5～10.0KN/m符合瓦楞紙板的一般強度要求。
圖1為低重金屬瓦楞紙板的生產工藝的流程圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1所示，先用ZJSC粉劑處理生產用水，加入量為生產用水重量百分比的0.5％～5％，添加了ZJSC的生產用水的pH值控制在3～10，處理時進行攪拌。攪拌後過濾，除去重金屬沉澱，得低重金屬生產用水。向廢紙、麥草等紙漿原料中注入生產用水，水的用量同一般的造紙工藝。打成紙漿後，再向紙漿中加入胺羧類絡合劑，例如EDTA、DTPA，添加量為紙漿重量百分比的0.01％～1％，處理後的紙漿pH值控制在3～10，處理時進行攪拌，混合成含絡合劑紙漿，靜置沉澱後分層，分為水相和紙漿纖維，水相中含重金屬絡合物，抄紙，壓模，得到低重金屬瓦楞原紙，然後按常規的瓦楞紙的造紙程序利用低重金屬瓦楞原紙生產低重金屬瓦楞紙板。抄紙後剩下的含重金屬絡合物的造紙廢水用硫化鈉或硫化氫處理，反應後生成重金屬沉澱汙泥和低重金屬循環生用水。
不同反應條件下瓦楞紙中重金屬的去除情況詳見表1。
表1
權利要求
1.低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，包括以下步驟a.用ZJSC重金屬沉澱藥劑處理生產用水，b.將經步驟a處理後的低重金屬生產用水注入紙漿原料，混合成紙漿，c.向紙漿中加入胺羧類絡合劑，混合成含絡合劑紙漿，靜置沉澱，d.抄紙，壓模，得到低重金屬瓦楞原紙，e.利用低重金屬瓦楞原紙生產低重金屬瓦楞紙板。
2.根據權利要求1所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於步驟a中ZJSC的加入量的重量百分比為生產用水的0.5％～5％，添加了ZJSC的生產用水的pH值控制在3～10，處理時進行攪拌。
3.根據權利要求2所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於ZJSC的加入量的重量百分比為生產用水的1％～2％。
4.根據權利要求2所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於添加了ZJSC的生產用水的pH值控制在6～8。
5.根據權利要求1所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於步驟c中添加的胺羧類絡合劑為EDTA，添加量為紙漿重量百分比的0.01％～1％，用EDTA處理後的紙漿pH值控制在3～10，處理時進行攪拌。
6.根據權利要求5所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於EDTA的添加量為紙漿重量百分比的0.1％～0.5％。
7.根據權利要求5所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於EDTA的添加量為紙漿重量百分比的0.2％。
8.根據權利要求5所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於用EDTA處理後的紙漿pH值控制在6～8。
9.根據權利要求1所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於對抄紙後的造紙廢水用硫化鈉或硫化氫進行處理。
10.根據權利要求9所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於加入的硫化鈉或硫化氫為造紙廢水重量百分比的0.5％～5％，用硫化鈉或硫化氫處理後的造紙廢水的pH值控制在3～10，處理時進行攪拌。
11.根據權利要求10所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於加入的硫化鈉或硫化氫為造紙廢水重量百分比的1％～2％。
12.根據權利要求10所述的低重金屬瓦楞紙板的生產工藝，其特徵在於用硫化鈉或硫化氫處理後的造紙廢水的pH值控制在5～9。
13.低重金屬瓦楞紙板，由裡紙、面紙、芯紙和波形瓦楞紙粘合而成，其特徵在于波形瓦楞紙、裡紙、面紙、芯紙是由如權利要求1至12的任一項所述的方法製得。
全文摘要
本發明公開了一種低重金屬瓦楞紙板及其生產工藝。主要是用ZJSC重金屬沉澱藥劑處理生產用水，再將處理後的低重金屬生產用水注入紙漿原料，混合成紙漿，再向紙漿中加入胺羧類絡合劑，混合成含絡合劑紙漿，靜置沉澱，抄紙，壓模，得到低重金屬瓦楞原紙，最後利用低重金屬瓦楞原紙生產低重金屬瓦楞紙板。用這種方法生產的低重金屬瓦楞紙板，其重金屬含量符合聯合國《重金屬議定書》精神和國家標準，其中鉛含量≤100PPM、汞含量≤100PPM、鎘含量≤5PPM。
文檔編號D21H21/02GK1786338SQ2004100891
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月7日 優先權日2004年12月7日
發明者俞建虎 申請人:俞建虎