一種紙張增強劑及其生產和使用方法
2023-06-12 08:54:06
專利名稱：一種紙張增強劑及其生產和使用方法
技術領域：
本發明涉及紙張增強劑技術領域，具體地，涉及一種利用浮選脫墨渣纖維製備的紙張增強劑；本發明涉及利用浮選脫墨渣纖維製備紙張增強劑的生產方法；本發明還涉及利用浮選脫墨渣纖維製備的紙張增強劑的使用方法。
背景技術：
隨著消費水平的不斷提高，人們對紙張檔次及質量的要求也越來越高，紙張強度的提高顯得越來越重要。如何提高紙張的強度，滿足人們對低定量、高檔次紙張的需求迫在眉睫。紙張強度的提高可以通過打漿、提高長纖維的配比和使用增強劑來實現。通過打漿和提高長纖維配比來提高紙的強度存在較多缺點，如動力消耗大、纖維濾水性低、紙張孔隙度減少、挺度下降、撕裂度變弱等。但使用增強劑來提高紙的強度則不存在上述問題。造紙 工業中，造紙增強劑的使用一般採用內部加添和外部塗飾法。一般來說，成紙強度受漿料纖維本身強度和纖維之間或與塗層之間結合強度及面積的影響較大，而紙漿纖維的結合則是紙張產生強大的主要原因。幹增強劑分子的結構特點是含有多羥基、胺基或羧基的高分子聚合物，這是與纖維素分子間形成氫鍵結合的基礎，是增強劑的起作用的主要原因。幹增強型紙張增強劑主要有澱粉、植物膠等天然產品，以後發展為澱粉衍生物、聚丙烯醯胺類、羥甲基纖維素等半合成產品。使用紙張增強劑後，可以用部分低檔紙漿替代高檔木漿，或提高產品質量，降低造紙成本。某些增強劑還具有較強的助留、助濾作用，能提高細小纖維和填料的留著率，降低白水濃度，改善施膠效果。然而，一般造紙增強劑對紙張的增強作用受到其在纖維表面吸附量的限制，對纖維間分子水平結合面積的提高有限，澱粉類增強劑還將消耗較多的糧食資源。
發明內容
為了克服現有技術的缺陷，一方面，本發明的目的在於提供了一種利用浮選脫墨渣纖維製備的紙張增強劑，該增強劑用來提高纖維間的有效接觸面積，以增強紙張的強度。為了實現上述目的，本發明採用提供的紙張增強劑，由辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和10wt% 20wt%的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到篩餘物為浮選脫墨渣纖維；所述浮選脫墨渣纖維在NaOH和60V% 90V%乙醇溶液的鹼化條件下，經氯乙酸羧甲基化而製得，所得紙張增強劑的保水值為 113. 7g/100g 175. 0g/100g、竣基含量為 40. OmmoI/kg 87. 8mmol/kg。所述浮選脫墨渣含有紙漿、油墨等有機物和碳酸鈣等無機物，在600°C溫度下灼燒殘渣含量不高於79. 5wt% ;在900°C溫度下灼燒殘渣含量不高於49. 5wt%。
另一方面，為了得到前述紙張增強劑，本發明的目的還在於提供一種使用浮選脫墨渣纖維製取所述紙張增強劑的生產方法。能綜合利用廢紙脫墨漿生產過程中的廢棄物，使資源得到綜合利用，減少對環境的汙染。為了實現上述目的，本發明提供的紙張增強劑的生產方法，包括以下步驟Si:辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和10wt% 20wt%的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到的篩餘物為浮選脫墨渣纖維；
52:將所述浮選脫墨渣纖維加入到60V% 90V%乙醇中製成5wt% 12wt%的懸浮
液；
53:加入所述浮選脫墨渣纖維O. 6 I. 2重量份的NaOH和O. 8 I. 5重量份的氯乙酸，其中所述氯乙酸溶於其重量20 60倍95V%的乙醇中製成溶液後再加入，所述浮選脫墨渣纖維在60 80°C溫度下，經羧甲基化70 150分鐘後得到所述紙張增強劑。此外，本發明還提供一種所述紙張增強劑的使用方法在紙張抄造過程中，加入絕幹紙眾Iwt % 4wt%的所述紙張增強劑。進一步地，所述紙張增強劑的使用方法，還包括在紙張抄造過程中，加入絕幹紙漿O. 3wt% O. 7界七％的硫酸鋁、控制上網pH值為5 6。 本發明帶來的有益效果採用氯乙酸+鹼性纖維素體系，將浮選脫墨渣纖維中羥基轉化成羧甲基，當所述紙張增強劑添加到紙漿中抄造時，可加強紙漿纖維之間的結合力，從而提高紙張的物理強度。以辦公廢紙經浮選脫墨後從浮選槽上面得到的廢渣為原料，實現了廢棄物資源的綜合利用，減少了對環境的汙染。
具體實施例方式實施例用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。實施例I :辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和IOwt % 20wt%的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到的篩餘物稱為浮選脫墨渣纖維，所述浮選脫墨渣纖維在60(TC溫度下灼燒殘渣含量為79. 473wt% ;在900°C溫度下灼燒殘渣含量為49. 472wt% ;將所述浮選脫墨渣纖維加入到60V%的乙醇中，製成5wt%的懸浮液；加入所述浮選脫墨渣纖維O. 6重量份的NaOH和O. 8重量份的氯乙酸，其中所述氯乙酸溶於其重量20倍95V%的乙醇中製成溶液後再加入，所述浮選脫墨渣纖維在60°C溫度下經羧甲基化70分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌兩次，最後用95V%Z醇溶液洗滌一次，過濾乾燥得到所述紙張增強劑。經測試，得到的紙張增強劑的保水值為113. 7g/100g、羧基含量為41. Ommol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解後打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕幹紙漿O. 3wt%的硫酸鋁，調節漿料的pH值至6，加入絕幹紙漿lwt%本實施例製得的紙張增強劑，攪拌均勻後，按國家標準法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min後，在恆溫恆溼條件下平衡水分24h，按國家標準測其強度。實施例2 :辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和10wt% 20wt%的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到的篩餘物稱為浮選脫墨渣纖維；將所述浮選脫墨渣纖維加入到70V%%乙醇中製成Swt %的懸浮液，加入所述浮選脫墨渣纖維O. 8重量份的NaOH和I. O重量份的氯乙酸，其中所述氯乙酸溶於其重量30倍95V%的乙醇中製成溶液後再加入，所述浮選脫墨渣纖維在70°C溫度下，經羧甲基化90分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌兩次，最後用95V%乙醇溶液洗滌一次，過濾乾燥得到所述紙張增強劑。經測試，得到的紙張增強劑的保水值為175. 0g/100g、羧基含量為54. 8mmol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解後打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕幹紙眾0. 5wt%的硫酸招,調節眾料的pH值至5,加入絕幹紙眾3wt%本實施例製得的紙張增強齊U，攪拌均勻後，按國家標準法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min後，在恆溫恆溼條件下平衡水分24h，按國家標準測其強度。實施例3 :辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和10wt% 20wt%的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到的篩餘物稱為浮選脫墨渣纖維；將所述浮選脫墨渣纖維加入到80V%乙醇中製成10wt%的懸浮液，加入所述浮選脫墨渣纖維I. 0重量份的NaOH和I. 2重量份的氯乙酸，其中所述氯乙酸溶於其重量45倍95V%的乙醇中製成溶液後再加入，所述浮選脫墨渣纖維在70°C溫度下經羧甲基化110分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌兩次，最後用95V%乙醇溶液洗滌一次，過濾乾燥得到所述紙張增強劑。經測試，得到的紙張增強劑的保水值為153. 6g/100g、羧基含量為67. 8mmol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解後打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕幹紙眾0. 5 1:%的硫酸招,調節眾料的pH值至5. 5,加入絕幹紙眾1^1:%本實施例製得的紙張增強劑，攪拌均勻後，按國家標準法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min後，在恆 溫恆溼條件下平衡水分24h，按國家標準測其強度。實施例4 :辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和10wt% 20wt%的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到的篩餘物稱為浮選脫墨渣纖維；將所述浮選脫墨渣纖維加入到90% V%乙醇中製成12wt%的懸浮液，加入所述浮選脫墨渣纖維I. 2重量份的NaOH和I. 5重量份的氯乙酸，其中所述氯乙酸溶於其重量60倍95V%的乙醇中製成溶液後再加入，所述浮選脫墨渣纖維在80°C溫度下經羧甲基化150分鐘，用75V%乙醇溶液洗滌兩次，最後用95V%乙醇溶液洗滌一次，過濾乾燥得到所述紙張增強劑。經測試，得到的紙張增強劑的保水值為138. 2g/100g、羧基含量為87. Smmol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解後打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕幹紙眾0. 7wt%的硫酸招,調節眾料的pH值至5,加入絕幹紙眾4 1:%本實施例製得的紙張增強劑，攪拌均勻後，按國家標準法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min後，在恆溫恆溼條件下平衡水分24h，按國家標準測其強度。對照例將楊木硫酸鹽漿用水疏解後打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕幹紙漿0. 5wt%的硫酸鋁，調節漿料的pH值至5，攪拌均勻後，按國家標準法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min後,在恆溫恆溼條件下平衡水分24h,按國家標準測其強度。各實施例和對照例得到的紙張產品，經測試性能如下
權利要求
1.一種紙張增強劑，其特徵在於所述紙張增強劑由辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和IOwt % 20wt %的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到的篩餘物為浮選脫墨渣纖維；再由所述浮選脫墨渣纖維在NaOH和60V% 90V%こ醇溶液的鹼化條件下，經氯こ酸羧甲基化而製得，所得紙張增強劑的保水值為 113. 7g/100g 175. 0g/100g、竣基含量為 40. OmmoI/kg 87. 8mmol/kg。
2.ー種製備權利要求I所述紙張增強劑的生產方法，其特徵在於，包括以下步驟 51:辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，所述廢渣包括油墨、填料和10wt% 20wt%的細小纖維，所述廢渣經100目篩篩選，得到的篩餘物為浮選脫墨渣纖維； 52:將所述浮選脫墨渣纖維加入到60V% 90V%こ醇中製成5wt% 12wt%的懸浮液； 53:加入所述浮選脫墨渣纖維O. 6 I. 2重量份的NaOH和O. 8 I. 5重量份的氯こ酸，其中所述氯こ酸溶於其重量20 60倍95V%的こ醇中製成溶液後再加入，所述浮選脫墨渣纖維在60 80°C溫度下，經羧甲基化70 150分鐘後得到所述紙張增強劑。
3.—種權利要求2所述紙張增強劑的生產方法，其特徵在於所述浮選脫墨渣纖維經羧甲基化90 130分鐘後得到所述紙張增強劑。
4.一種權利要求I所述紙張增強劑的使用方法，其特徵在於在紙張抄造過程中，加入絕幹紙眾Iwt % 4wt%的所述紙張增強劑。
5.一種權利要求4所述紙張增強劑的使用方法，其特徵在於在紙張抄造過程中，還加入絕幹紙漿O. 3wt% O. 7wt%的硫酸鋁、控制上網pH值為5 6。
全文摘要
一種紙張增強劑及其生產和使用方法。由辦公廢紙經浮選脫墨後，從浮選槽上面得到的廢渣，廢渣包括油墨、填料和10wt％～20wt％的細小纖維，廢渣經100目篩篩選得到浮選脫墨渣纖維；再由所述浮選脫墨渣纖維在NaOH和60V％～90V％乙醇溶液的鹼化條件下，經氯乙酸羧甲基化而製得，所得紙張增強劑的保水值為113.7g/100g～175.0g/100g、羧基含量為40.0mmol/kg～87.8mmol/kg。在紙張抄造過程中，加入絕幹紙漿1wt％～4wt％的紙張增強劑。可增強紙漿纖維之間的結合力，從而提高紙張的物理強度。以浮選脫墨廢渣為原料，實現了廢棄物資源的綜合利用，減少了對環境的汙染。
文檔編號D21H21/18GK102852035SQ20121030618
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者宋先亮, 王楊弘, 錢樺 申請人:北京林業大學