一種造紙用預浸劑及其製備方法和一種紙質工業包裝生產工藝的製作方法

2023-04-23 03:36:36

一種造紙用預浸劑及其製備方法和一種紙質工業包裝生產工藝的製作方法
【專利摘要】本發明屬於造紙【技術領域】，具體涉及一種造紙用預浸劑及其製備方法和一種紙質工業包裝生產工藝。所述預浸劑按重量份計，由螯合劑6份-8份，滲透劑4份-6份，軟化劑35份-45份，預漂劑20份-30份組成；該預浸劑取代現行製漿所用化學品NaOH、Na2S、Cl2、ClO2等，同時不用鍋爐，取消化學蒸煮，在常溫條件下製漿，從而實現了「低碳、清潔、環保」製漿的目的。所述紙質工業包裝產品生產工藝，將製漿和生產紙質工業包裝產品合二為一，從而簡化了生產工藝流程，減少不必要的投資，實現了從原料（秸杆等）直接生產終端工業包裝產品。
【專利說明】一種造紙用預浸劑及其製備方法和一種紙質工業包裝生產工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於造紙【技術領域】，具體涉及一種造紙用預浸劑及其製備方法和一種紙質工業包裝生產工藝。
【背景技術】
[0002]隨著現代社會的發展，人們對產品的質量要求日益提高，同時產品的包裝也更進一步精美，並要求包裝材料符合環保的要求。目前，現有的產品包裝材料主要還是塑料製品，塑料為石油的副產品，隨著石油資源的迅速減少，塑料資源也日益枯竭。同時塑料包裝材料如不能及時回收則對環境造成極大的汙染，甚至幾百年都不能自然降解。如加以焚燒則嚴重汙染大氣。為此，紙作為塑料包裝材料的替代品更是必然趨勢。自從紙的發明至今已逾千年，造紙業已成為世界第三大產業，而且是可循環持續發展的產業，2011年全國生產包裝用紙、箱紙板和瓦楞原紙共計4590萬噸，而消費達4696萬噸，佔全國2011年生產總量9930萬噸和消費總量9752萬噸的46.22%和48.15%。由此可見，紙製品作為工業包裝材料具有廣泛應用前景，並可循環利用，而且對環境無任何汙染等優點。但其生產成本高是阻礙其迅速發展的最主要因素。
[0003]現行的紙質工業包裝生產工藝存在如下問題:
一、紙質工業包裝的原料(紙漿板)需從製漿廠購買，其成本高，平均約5000元/噸，佔紙質工業包裝產品成本的一半，且價格變動不易控制。
[0004]二、採用漿板製作紙質工業包裝產品需採用打漿機二次製成紙漿才能使用，增加了設備投資，消耗能源，增加操作工人。
[0005]三、現行的紙質工業包裝設備投資大，一條年產3000萬件產品的生產線設備投資需340多萬元，配置主機15臺輔機21臺。
[0006]四、能耗高，一條生產線需配置220KW以上電功率，還需配置燃煤或燃油鍋爐來對產品進行加熱烘乾，每小時需消耗燃煤80公斤，年耗燃煤57.6萬噸，同時對大氣造成汙染，
還產生大量煤渣。
[0007]五、操作工人多，一條生產線需配置操作工人60多人。
[0008]六、生產成本高，以600毫升紙餐盒為例，單只餐盒生產成本為0.2元。
[0009]七、廠房面積大，一條生廣線需廠房約1000平方米。
[0010]八、生產效率低，單機每分鐘只能工作2次，每次生產4件產品，單機每分鐘只能生產8件產品。

【發明內容】

[0011]針對現行紙 質工業包裝生產工藝上存在的問題，我們提供了一種預浸劑取代現行製漿所用化學品似0!1、似25、(:12、(:102等，同時不用鍋爐，取消化學蒸煮，在常溫條件下製漿，從而實現了 「低碳、清潔、環保」製漿的目的。另外，我們提出還一種低碳、環保紙質工業包裝產品生產工藝，將製漿和生產紙質工業包裝產品合二為一，從而簡化了生產工藝流程，減少不必要的投資，實現了從原料(秸杆等)直接生產終端工業包裝產品。
[0012]為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:
一種造紙用預浸劑，由以下重量份的組分組成:
螯合劑 6份-8份
滲透劑 4份-6份 軟化劑 35份-45份 預漂劑 20份-30份；
所述螯合劑由硫酸、三聚磷酸鈉和檸檬酸鈉組成，其中質量比為:硫酸:三聚磷酸鈉:檸檬酸鈉=18-22: 1-2:1-2 ;所述硫酸的質量濃度為25%-35% ；
所述滲透劑由醇溶劑和耐鹼滲透劑組成，其中質量比為:醇溶劑:耐鹼滲透劑=0.8-1.2:1 ；
所述軟化劑由強鹼和氧化鎂組成，其中質量比為:強鹼:氧化鎂=4-9:1 ；
所述預漂劑由過氧化氫和漂白活化劑組成，其中質量比為:過氧化氫和漂白活化劑=95-100: 2，所述過氧化氫的質量濃度為45%-55%。
[0013]優選方案:所述耐鹼滲透劑為0EP-70。所述醇溶劑由乙醇和月桂醇按照質量比乙醇:月桂醇=2-3:1組成。所述強鹼為氫氧化鈉。
[0014]進一步優選，所述漂白活化劑由4A分子篩、蛋白石和鞣花酸組成，質量百分含量為:4A分子篩55%-65%、蛋白 石35%-45%、鞣花酸0.05%-0.15%，且所述各組分的質量百分含量之和為100%。
[0015]所述造紙用預浸劑的使用方法，具體步驟為:
(O首先，以水為浸泡液，將待處理物料加入水中，其中待處理物料與水的質量比為1:(3-5)，得浸泡料；
(2)其次將所述螯合劑加入所述浸泡料中，螯合劑用量為61克/升浸泡液，處理時間為15~20分鐘；
(3)再將所述滲透劑和軟化劑加入浸泡料中，滲透劑用量為4飛克/升浸泡液，軟化劑用量為35~45克/升浸泡液，處理時間為30-45分鐘；
(4)最後將所述預漂劑加入浸泡料中，預漂劑用量為20-30克/升浸泡液，處理時間為3~4小時，得預浸料。
[0016]一種紙質工業包裝生產工藝，優選包括以下具體步驟:
(1)破碎:將農業廢棄物切成長約15-30毫米的切片料；
(2)除塵:將切片料用除塵器除去附著物，得到乾淨的片料；
(3)預浸:用權利要求1-5之一所述預浸劑和權利要求6所述方法對所述乾淨的片料進行預浸，得預浸料；
(4)磨漿:將預浸料進行磨漿，得紙漿；
(5)壓榨1:將所述紙漿進行一次濃縮壓榨，擠出紙漿中所含藥液，得質量含水率為60%-70%的壓幹漿；被擠出的藥液回收利用；
(6)—段漂白:將壓幹漿送入漂白塔I中進行漂白，漂白劑為二甲基二環氧乙烷，漂白劑用量為絕幹漿質量的3%-5%，並加 水控制漿質量濃度為8%-12%，漂白時間為50-60分鐘，漂白溫度為20°C _30°C，漂白後紙漿白度達55%IS0以上，得預漂漿；
(7)壓榨I1:將預漂漿進行二次濃縮壓榨，進一步擠出紙漿中所含藥液，得質量含水率為60%-70%的壓幹預漂漿；被擠出的藥液回收利用；
(8)二段漂白:將壓幹預漂漿送入漂白塔II中進行過氧化氫鹼液抽提，並加水控制漿質量濃度為8%-12%，漂白時間為30-40分鐘，漂白溫度為20°C -30°C，，紙漿白度達70%IS0以上，得粗漂漿；所述過氧化氫鹼液由NaOH、過氧化氫、4A分子篩和檸檬酸鈉組成，按照相對於絕幹眾的質量計算，用量分別為:NaOH用量為2.5%-3.5%,過氧化氫用量為
3.5%%-4.5%, 4A分子篩用量為1.5%-2%，檸檬酸鈉用量為4.3%-4.8% ；
(9)三段漂洗:將粗漂漿加水洗漿，使得紙漿質量濃度1%_2%，洗漿後中和，再用終漂劑進行終漂，終漂劑用量為絕幹漿質量的4.5%-5.5%，漂洗時間為30分鐘，漂白溫度為200C -30°C，紙漿白度可達80%IS0，得漂白漿；所述終漂劑的質量百分含量組成為:乙酸20%-30%，硫酸40%-50%，過氧化氫25%-35%，4A分子篩0.2%-0.8%，且所述各組分的質量百分含量之和為100% ；
(10)除渣:將漂白漿除渣，得良漿，除去的渣料送入渣料收集池；
(11)調漿:將漂白漿調漿到質量濃度為0.8%-1.2%，再加入紙製品增強劑、防水劑和防油劑，增強劑用量為紙漿質量的3%-5%，防水劑用量為紙漿質量的5%-6%，防油劑用量為紙漿質量的0.5%-0.8%，攪拌均勻得調節漿；
(12)成型:將調節漿送入成型機中成型，成型過程中採用真空泵除溼，製成各種紙餐具或其他紙質產品。
[0017]所述農業廢棄物優選為廢竹料和各種農作物秸杆，例如棉杆，煙杆，蘆葦，麥草，蔗渣等。
[0018]下面對本發明做進一步解釋和說明 本申請所述多段漂白為:
一段漂白劑:採用DMD漂白劑(二甲基二環氧乙烷)
二段漂白劑:採用強化鹼抽提，二段漂白劑為過氧化氫鹼液。
[0019]三段漂白劑:採用過氧混合酸Pax。
[0020]三段漂白均為常溫下進行，無需特意加熱。
[0021]本發明的設備配置:
破碎:用ZCQ2ZH1型切草機 除塵:用ZCC-2除塵器
磨漿:用ZDPH-500型高濃磨漿機 壓榨:用DYJ-1000型帶式濃縮一體機 除渣:用ZSC-1型除渣器 漂白:用YDPF-20型漂白塔
成型:用國家專利ZL2010 2 0107765.2和國家專利ZL2012 2 0231867.4所述成型設
備
真空泵:用SKA5110型水環式真空泵 空壓機:用EAS-25型螺杆式空壓漿
其餘設備:包括高位水箱，調漿池，配藥池，回藥池，皮帶輸送，螺旋輸送均為自製。其中調漿池，配藥池，回藥池均帶攪拌裝置。
[0022]與現有技術相比，本發明的優勢是:
1、本發明的預浸劑取代現行製漿所用化學品他0!1、似25、(:12、(:102等，同時不用鍋爐，取
消化學蒸煮，在常溫條件下制眾，從而實現了 「低碳、清潔、環保」制眾的目的。
[0023]2、本發明的生產工藝由原料直接生產成品，減少了生產工藝流程，減少了設備投資，減少了操作工人，降低了生產成本，降低了能耗，是一種新型紙質工業包裝的生產工藝。
[0024]3、製漿與成型合二為一，無需二次製成紙漿才能使用，生產成本降低30%.4、成型部分真空泵功率損耗降低70%，工作周期減少30%，溼坯產品含水率降低5%-6%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發明的一種低碳環保紙質工業包裝生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合實施例對本發明做進一步的說明，實施例中所述百分比，均為質量百分比例。
[0027]實施例1
配方1:一種造紙用預浸劑，由以下重量份的組分組成:
本申請所述預浸劑:由螯合劑6份、滲透劑4份、軟化劑35份和預漂劑20份組成，所述螯合劑由硫酸、三聚磷酸鈉和檸檬酸鈉組成，其中質量比為:硫酸:三聚磷酸鈉:檸檬酸鈉=20:1: 2 ;所述硫酸的質量`濃度為30% ；
所述滲透劑由醇溶劑和耐鹼滲透劑0EP-70組成，其中質量比為:醇溶劑:耐鹼滲透劑0EP-70=1.2:1 ；
所述軟化劑由氫氧化鈉和氧化鎂組成，其中質量比為:氫氧化鈉:氧化鎂=8:1 ；所述預漂劑由過氧化氫和漂白活化劑組成，其中質量比為:過氧化氫和漂白活化劑=98: 2，所述過氧化氫的質量濃度為50%。
[0028]所述醇溶劑由乙醇和月桂醇按照質量比乙醇:月桂醇=2.5:1組成。
[0029]所述漂白活化劑由4A分子篩、蛋白石和鞣花酸組成，質量百分含量為:4A分子篩59.9%、蛋白石40%、鞣花酸0.1%。
[0030]配方2:
本申請所述預浸劑:由螯合劑8份、滲透劑6份、軟化劑45份和預漂劑30份組成，螯合劑:由H2SO4 (含量30%)三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉、配製比例為H2S0420份、三聚磷酸鈉1份、檸檬酸鈉1份，使三聚磷酸鈉和檸檬酸鈉充分溶解在稀硫酸中。
[0031]滲透劑:由溶劑和0EP-70組成，溶劑由乙醇(質量含量70%)和月桂醇(質量含量99%)組成，溶劑配製比例為乙醇2份，月桂醇1份。
[0032]滲透劑配料為:溶劑:0EP-70=1:1
軟化劑:由NaOH (含量96%)和MgO (含量85%)配製比例為:Na0H6~7份、MgO 1份，將二者充分均勻混合即可。
[0033]預漂劑:由H2O2 (含量50%)和漂白活化劑組成，過氧化氫100份和漂白活化劑2份；漂白活化劑:4A分子篩、蛋白石、鞣花酸(含量90%)組成，配製比例為4A分子篩60%、蛋白質39.9%、鞣花酸0.1%，將三者充分混合均勻即可。
[0034]實施例2
所述造紙用預浸劑的使用方法，具體步驟為:
(O首先，以水為浸泡液，將待處理物料加入水中，其中待處理物料與水的質量比為1:5，得浸泡料；
(2)其次將所述螯合劑加入所述浸泡料中，螯合劑用量為7克/升浸泡液，處理時間為15~20分鐘；
(3)再將所述滲透劑和軟化劑加入浸泡料中，滲透劑用量為5克/升浸泡液，軟化劑用量為40克/升浸泡液，處理時間為30-45分鐘；
(4)最後將所述預漂劑加入浸泡料中，預漂劑用量為25克/升浸泡液，處理時間為3~4小時，得預浸料。
[0035]實施例3
一種紙質工業包裝生產工藝，以棉杆為原料製作紙質環保餐具為例:
備料:用ZCQ 2ΖΗ1型切草機將棉料切成長度15-30毫米的片料。
[0036]除塵:用ZCC-2型除塵器將片料中所含有的泥沙和灰塵除去得乾淨片料。
[0037]預浸:用皮帶輸`送乾淨片料到料倉中，按料液比1:4，即100份乾淨切片料加入400份水，然後加入預浸劑。首先，螯合劑投入到料倉中，用量為7克/升，攪拌均勻，處理時間為15分鐘。再將滲透劑(用量為5克/升)和軟化劑(用量為35克/升)投入料倉中，攪拌均勻，處理時間為30分鐘。最後，將預漂劑(用量為20克/升)投入料倉中攪拌均勻，處理時間為3.5小時，全部預浸時間為4小時25分鐘，得預浸料。所述由螯合劑、滲透劑、軟化劑和預漂劑如實施例所述。
[0038]磨漿:將預浸料用螺旋輸送到ZDPH-500型高濃磨漿機中進行磨漿，得紙漿。
[0039]壓榨1:將所述紙漿進行一次濃縮壓榨，擠出紙漿中所含藥液，得質量含水率為60%-70%的壓幹漿；被擠出的藥液回收利用；
一段漂白:將壓幹漿送入漂白塔I中進行漂白，漂白劑為二甲基二環氧乙烷，漂白劑用量為絕幹漿質量的4%，並加水控制漿質量濃度為10%，漂白時間為50-60分鐘，常溫(漂白溫度為20°C _30°C)，漂白後紙漿白度達55%IS0以上，得預漂漿；
壓榨I1:將預漂漿進行二次濃縮壓榨，進一步擠出紙漿中所含藥液，得質量含水率為60%-70%的壓幹預漂漿；被擠出的藥液回收利用；
二段漂白:將壓幹預漂漿送入漂白塔II中進行過氧化氫鹼液抽提，並加水控制漿質量濃度為10%，漂白時間為30-40分鐘，漂白溫度為20°C -30°c，紙漿白度達70%IS0以上，得粗漂漿；所述過氧化氫鹼液由NaOH、過氧化氫、4A分子篩和檸檬酸鈉組成，按照相對於絕幹漿的質量計算，用量分別為:NaOH用量為3%,過氧化氫用量為4%, 4A分子篩用量為1.8%,朽1檬酸鈉用量為4.5% ；
三段漂洗:將粗漂漿加水洗漿，使得紙漿質量濃度1.5%，洗漿後中和，再用終漂劑進行終漂，終漂劑用量為絕幹漿質量的5%，漂洗時間為30分鐘，漂白溫度為20°C _30°C，紙漿白度可達80%IS0，得漂白漿；所述終漂劑的質量百分含量組成為:乙酸25%，硫酸45%，過氧化氫 29.5%, 4A 分子篩 0.5% ； 除渣:將漂白漿用泵送入ZSC-1型除渣器中進行除渣，得良漿，除去的渣料送入渣料收集池。
[0040]調漿:將良漿在調漿池中調節到濃度0.8-1.2%再加入紙製品增強劑，LSG-3施膠增強劑，用量為紙漿質量的3.5%，防水劑HA-321用量為紙漿質量的5%，防油劑(Foraperle-321)。用量紙漿質量的0.6%，攪拌均勻得調節漿。
[0041]成型:用漿泵將調節漿送入成型機中，製成紙質餐具。餘水用泵送入高位水箱中，整個水系統封閉循環，不對系統外排放。
[0042]切邊:將成型機生產的產品用切邊機進行切邊，得到合格產品。空壓機:採用螺杆式空壓，向成型機提供工作動力。
[0043]真空泵:用真空泵在成型機中將溼紙漿中的水份抽走，以便紙漿成型。
[0044]廢棄料處理:集中收集後參照國家專利ZL201210331478 3和國家專利ZL201210106232.6 進行處理。
[0045]本生產工藝由原料直接生產成品。減少了生產工藝流程，減少了設備投資，減少了操作工人，降低了生產成本，降低了能耗，是一種新型紙質工業包裝的生產工藝。
[0046]1、製漿與成型合二為一，生產成本降低30%.2、成型部分真空泵功率損耗降低70%，工作周期減少30%，溼坯產品含水率降低5-6%。
[0047]3、無環境汙染，還增加了效益。
[0048]4、工藝流程簡化，布局更為合理，生產成本低，效益高，目前每噸產品生產成本12500元/噸，本發明為8000元/噸產品，降低36%。
[0049]5、得漿率高，約80%，而化學蒸煮製造的棉杆紙漿得漿率為50%左右。
[0050]6、本發明的工藝技術製造的棉杆紙漿及紙餐具，紙包裝，不用鍋爐蒸煮，不產生「三廢」，是一種低碳工藝，清潔工藝，在同等產量時，極大地提高原材料利用率，減少投資。可中小規模投資。
【權利要求】
1.一種造紙用預浸劑，其特徵是，由以下重量份的組分組成: 螯合劑 6份-8份 滲透劑 4份-6份 軟化劑 35份-45份 預漂劑 20份-30份； 所述螯合劑由硫酸、三聚磷酸鈉和檸檬酸鈉組成，其中質量比為:硫酸:三聚磷酸鈉:檸檬酸鈉=18-22: 1-2:1-2 ;所述硫酸的質量濃度為25%-35% ； 所述滲透劑由醇溶劑和耐鹼滲透劑組成，其中質量比為:醇溶劑:耐鹼滲透劑=0.8-1.2:1 ； 所述軟化劑由強鹼和氧化鎂組成，其中質量比為:強鹼:氧化鎂=4-9:1 ； 所述預漂劑由過氧化氫和漂白活化劑組成，其中質量比為:過氧化氫和漂白活化劑=95-100: 2，所述過氧化氫的質量濃度為45%-55%。
2.根據權利要求1所述造紙用預浸劑，其特徵是，所述耐鹼滲透劑為0EP-70。
3.根據權利要求1或2所述造紙用預浸劑，其特徵是，所述醇溶劑由乙醇和月桂醇按照質量比乙醇:月桂醇=2-3:1組成 。
4.根據權利要求1或2所述造紙用預浸劑，其特徵是，所述強鹼為氫氧化鈉。
5.根據權利要求1或2所述造紙用預浸劑，其特徵是，所述漂白活化劑由4A分子篩、蛋白石和鞋花酸組成，質量百分含量為:4A分子篩55%_65%、蛋白石35%_45%、鞋花酸0.05%-0.15%，且所述各組分的質量百分含量之和為100%。
6.權利要求1-5之一所述造紙用預浸劑的使用方法，其特徵是，具體步驟為: (O首先，以水為浸泡液，將待處理物料加入水中，其中待處理物料與水的質量比為1:(3-5)，得浸泡料； (2)其次將所述螯合劑加入所述浸泡料中，螯合劑用量為61克/升浸泡液，處理時間為15~20分鐘； (3)再將所述滲透劑和軟化劑加入浸泡料中，滲透劑用量為4飛克/升浸泡液，軟化劑用量為35~45克/升浸泡液，處理時間為30-45分鐘； (4)最後將所述預漂劑加入浸泡料中，預漂劑用量為20-30克/升浸泡液，處理時間為3~4小時，得預浸料。
7.一種紙質工業包裝生產工藝，其特徵是，包括以下具體步驟: (1)破碎:將農業廢棄物切成長約15-30毫米的切片料； (2)除塵:將切片料用除塵器除去附著物，得到乾淨的片料； (3)預浸:用權利要求1-5之一所述預浸劑和權利要求6所述方法對所述乾淨的片料進行預浸，得預浸料； (4)磨漿:將預浸料進行磨漿，得紙漿； (5)壓榨1:將所述紙漿進行一次濃縮壓榨，擠出紙漿中所含藥液，得質量含水率為60%-70%的壓幹漿；被擠出的藥液回收利用； (6)—段漂白:將壓幹漿送入漂白塔I中進行漂白，漂白劑為二甲基二環氧乙烷，漂白劑用量為絕幹漿質量的3%-5%，並加水控制漿質量濃度為8%-12%，漂白時間為50-60分鐘，漂白溫度為20°C _30°C，漂白後紙漿白度達55%ISO以上，得預漂漿；(7)壓榨I1:將預漂漿進行二次濃縮壓榨，進一步擠出紙漿中所含藥液，得質量含水率為60%-70%的壓幹預漂漿；被擠出的藥液回收利用； (8)二段漂白:將壓幹預漂漿送入漂白塔II中進行過氧化氫鹼液抽提，並加水控制漿質量濃度為8%-12%，漂白時間為30-40分鐘，漂白溫度為20°C -30°C，，紙漿白度達70%IS0以上，得粗漂漿；所述過氧化氫鹼液由NaOH、過氧化氫、4A分子篩和檸檬酸鈉組成，按照相對於絕幹眾的質量計算，用量分別為:NaOH用量為2.5%-3.5%,過氧化氫用量為`3.5%%-4.5%, 4A分子篩用量為1.5%-2%，檸檬酸鈉用量為4.3%-4.8% ； (9)三段漂洗:將粗漂漿加水洗漿，使得紙漿質量濃度1%_2%，洗漿後中和，再用終漂劑進行終漂，終漂劑用量為絕幹漿質量的4.5%-5.5%，漂洗時間為30分鐘，漂白溫度為200C -30°C，紙漿白度可達80%IS0，得漂白漿；所述終漂劑的質量百分含量組成為:乙酸20%-30%，硫酸40%-50%，過氧化氫25%-35%，4A分子篩0.2%-0.8%，且所述各組分的質量百分含量之和為100% ； (10)除渣:將漂白漿除渣，得良漿，除去的渣料送入渣料收集池； (11)調漿:將漂白漿調漿到質量濃度為0.8%-1.2%，再加入紙製品增強劑、防水劑和防油劑，增強劑用量為紙漿質量的3%-5%，防水劑用量為紙漿質量的5%-6%，防油劑用量為紙漿質量的0.5%-0.8%，攪拌均勻得調節漿； (12)成型:將調節漿送入成型機中成型，成型過程中採用真空泵除溼，製成各種紙餐具或其他紙質產品。
8.根據權利要求7所述紙質工業包裝生產工藝，其特徵是，所述農業廢棄物為廢竹料和各種農作物秸杆。`
【文檔編號】D21H21/22GK103821030SQ201410089180
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月12日 優先權日:2014年3月12日
【發明者】彭運福, 於翔 申請人:彭運福, 於翔