專利名稱：一種生產(chǎn)紙板和紙管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制漿造紙技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及利用蒸汽爆破技術(shù)生產(chǎn)紙板和紙管的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紙板和紙管是現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的包裝材料，紙板可以用于制作各種包裝箱、防水板、隔音板、封面板等，而各種塑料薄膜、布匹、金屬線材在包裝、運(yùn)輸、銷售過(guò)程中，均需采用紙管為內(nèi)芯材料。對(duì)于紙板的生產(chǎn)，申請(qǐng)?zhí)枮镃N200580015800. X的專利文獻(xiàn)提供了一種把水滑石加入含纖維素的含水懸浮液中，沉積一層或者多層紙板的方法；申請(qǐng)?zhí)枮镃N00809011. 4 的專利文獻(xiàn)提供了一種由多層聚合物把單層紙粘結(jié)起來(lái)成為紙板的方法；申請(qǐng)?zhí)枮?CN200910044374. 2的專利文獻(xiàn)提供了一種把木漿經(jīng)過(guò)處理后制成單張濕紙坯，然后經(jīng)過(guò)熱壓多層紙坯成為紙板的方法；申請(qǐng)?zhí)枮镃N200580030392. 5的專利文獻(xiàn)提供了一種通過(guò)在造紙網(wǎng)上使紙漿濾水形成紙張并將紙張干燥得到紙板的方法。對(duì)于紙管的生產(chǎn)，申請(qǐng)?zhí)枮镃N90109052.2的專利文獻(xiàn)提供了一種用浙青熱熔物均勻浸涂在紙上卷制成紙管的方法；申請(qǐng)?zhí)枮镃N02143870. 6提供了一種將紙漿注入模具內(nèi)，再通過(guò)徑向加壓，由模具的內(nèi)芯管上的排水孔脫水而成為紙管的方法；申請(qǐng)?zhí)枮?CN200810073036. 7的專利文獻(xiàn)提供了一種用真空網(wǎng)模芯憑真空吸力在漿池中抄紙制成復(fù)合紙管坯的方法。從上面的技術(shù)資料可以看出，目前常用的生產(chǎn)紙板和紙管的方法為多層紙張粘合，為使紙板和紙管有一定的抗壓、抗彎強(qiáng)度，大多要增加粘貼紙張的層數(shù)，這種方法有兩個(gè)缺陷一是生產(chǎn)紙板和紙管所用紙張的濕法造紙會(huì)排放大量廢水，造成環(huán)境污染；二是需要消耗大量纖維素資源，我國(guó)紙板工業(yè)的纖維資源主要是來(lái)源于廢紙，但是國(guó)內(nèi)廢紙的回收率較低，還需要依賴進(jìn)口廢紙。與此同時(shí)，我國(guó)每年形成7億噸左右的秸稈資源，以稻草、玉米、麥秸為主，秸稈富含有機(jī)碳、N、P、K、Mg、Ca等營(yíng)養(yǎng)元素，有著較好的利用潛力，但2/3的秸稈資源因缺乏相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備沒有得到有效的利用，其中少量被填埋還田，大部分被焚燒，向空氣中排放了大量的二氧化碳和固體微粒，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染；自然界每年產(chǎn)生大量的蘆葦、樹葉、 茅草等有機(jī)物，建筑行業(yè)每年產(chǎn)生300多萬(wàn)噸廢舊木質(zhì)材料，竹、木材加工行業(yè)同樣產(chǎn)生大量的下腳料、廢料，包裝行業(yè)、出版行業(yè)每年產(chǎn)生的廢棄材料的數(shù)量也十分可觀，全世界每年產(chǎn)生不可估算的舊衣服、舊被褥、廢皮革等。這些植物廢料和廢舊紡織品可以作為紙制品中纖維素的主要來(lái)源。對(duì)于動(dòng)植物纖維素進(jìn)行預(yù)處理的傳統(tǒng)方法主要為機(jī)械粉碎和添加化學(xué)物質(zhì)。機(jī)械粉碎無(wú)法將木質(zhì)素和半纖維素從纖維中分離，水解速度和糖化率不高，殘留的灰分對(duì)后續(xù)處理有較大影響；化學(xué)方法處理是指以酸、堿、氨水等有機(jī)溶劑作為預(yù)處理劑，破壞纖維素的結(jié)構(gòu)，打破木質(zhì)素與纖維素的連接，同時(shí)使得半纖維素溶解，這種方式雖然處理效率較高，但所添加的酸、堿、有機(jī)溶劑容易對(duì)設(shè)備和環(huán)境造成污染，同時(shí)增加了處理廢水和殘留物的經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)成本。蒸汽爆破法克服了上述處理方式的缺點(diǎn)，它是用水蒸氣將動(dòng)物毛發(fā)、植物碎屑等原料加熱到12(T180°C左右，并產(chǎn)生一定壓力，根據(jù)不同原材料采用不同的蒸汽壓，有機(jī)物在這種高溫高壓的狀態(tài)下，纖維細(xì)胞內(nèi)部的水分被蒸發(fā)掉；然后將壓力瞬間釋放，使得原材料的體積猛增，在這種機(jī)械力的作用下，原材料的固體結(jié)構(gòu)被破壞，大部分纖維斷裂，纖維的長(zhǎng)度變短，纖維素的氫鍵被破壞并重排，纖維素重新結(jié)晶，使得纖維素在稀堿溶液中的溶解性能提升；木質(zhì)素在0. 5MPa以上的蒸汽壓力下，其β -0-醚鍵均裂，羥基減少，羰基和 α、β -不飽和鍵增加，降解率可達(dá)25%以上；半纖維素在高壓下發(fā)生脫乙?；饔茫漭^低的聚合度受到破壞而降解形成低分子酸。動(dòng)物毛發(fā)、植物碎屑等在受到蒸汽膨化、爆破處理后，從總體上來(lái)講使得纖維素、半纖維素和木質(zhì)素有一定程度的分離，并形成較多的化學(xué)活性點(diǎn)，為后續(xù)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。目前利用蒸汽爆破技術(shù)制漿造紙的方法很多，但是絕大部分要對(duì)原材料進(jìn)行汽爆前預(yù)處理或汽爆后再加工。申請(qǐng)?zhí)枮?00510018735. 8的專利文獻(xiàn)公開了一種用油棕櫚果殼造紙的方法，該法要先用燒堿和助劑預(yù)處理油棕櫚果殼，然后再進(jìn)行汽爆；申請(qǐng)?zhí)枮?200610124465. 3的專利文獻(xiàn)公開了一種用竹子造紙的方法，該法要對(duì)竹子進(jìn)行磺化預(yù)處理，然后再進(jìn)行汽爆；申請(qǐng)?zhí)枮?00910078225. 8的專利文獻(xiàn)公開了一種用構(gòu)樹莖皮造紙的方法，該法在對(duì)構(gòu)樹莖皮進(jìn)行汽爆后，還要進(jìn)行漂洗和漂白；申請(qǐng)?zhí)枮?00810100969.0的專利文獻(xiàn)公開了一種用麻類造紙的方法，該法要對(duì)麻類進(jìn)行化學(xué)脫膠和生物脫膠，然后再進(jìn)行汽爆；申請(qǐng)?zhí)枮?00810226284. 0的專利文獻(xiàn)公開了一種用竹材、棉桿、木材、枝丫材造紙的方法，該法要先對(duì)原材料進(jìn)行水泡、氣蒸和擠碾破裂的預(yù)處理，然后再進(jìn)行汽爆。以上方法不論是預(yù)處理還是后加工，都會(huì)產(chǎn)生化學(xué)廢品和廢水，而單純的汽爆處理制得的漿料不均勻，對(duì)造紙質(zhì)量有影響。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種新型的生產(chǎn)紙板和紙管的方法，把經(jīng)過(guò)處理的原材料混合后，一次性壓制成紙板或紙管成品。本發(fā)明利用了經(jīng)過(guò)蒸汽爆破處理后的動(dòng)植物纖維本身自有的粘結(jié)性，再通過(guò)與粘結(jié)劑、熱固性樹脂配合使用，生產(chǎn)的紙板和紙管粘合性好，抗壓抗彎強(qiáng)度高。本發(fā)明所用的原材料均為廢棄物，來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉， 不需對(duì)原材料進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理和后加工，具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、成本低的優(yōu)點(diǎn)，并具有廢物利用、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)效益。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種生產(chǎn)紙板和紙管的方法，包括以下步驟(1)將植物廢料進(jìn)行蒸汽爆破處理和氣流粉碎處理，得到原料A ； (2)將廢舊紡織品、動(dòng)物纖維進(jìn)行蒸汽爆破處理，得到原料 B ； (3)配制質(zhì)量濃度為129Γ15%的硅酸鈉溶液，得到原料C ； (4)將質(zhì)量百分比為84% 86% 的原料Α、69Γ9%的原料Β、69Γ8%的原料C和0°/Γ4%的熱固性樹脂均勻混合，投入壓紙機(jī)中制備成紙板或紙管；(5)將得到的紙板或紙管進(jìn)行自干固化，或用烘干機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)固化。所述制備原料A所用的植物廢料包括果殼，稻草，玉米秸稈，小麥秸稈，竹、木加工行業(yè)的下腳料、廢料，包裝行業(yè)、出版行業(yè)的舊材料、廢紙。
所述制備原料B所用的廢舊紡織品包括舊衣服、舊被褥、廢皮革、廢包裝袋、廢塑料袋；制備原料B所用的動(dòng)物纖維包括動(dòng)物毛發(fā)、蟹殼、蝦殼。所述熱固性樹脂包括廢氨基樹脂漆、廢酚醛樹脂、廢聚乙烯醇，動(dòng)物皮毛制造的凝膠、脲類、密胺類，廢環(huán)氧樹脂、廢不飽和聚酯樹脂、廢硅氧烷類、廢橡膠類、廢聚氨酯類、廢塑料。所述原料A的粒徑分布為粒徑廣100納米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占6% 14%，粒徑0. Γ100微米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占869Γ94%。所述制備原料A所用的植物廢料中果殼表面蠟質(zhì)通入氨進(jìn)行處理。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于
1、本發(fā)明利用蒸汽爆破法預(yù)處理植物廢料和廢舊紡織品、動(dòng)物纖維，使其中大部分纖維斷裂，纖維的長(zhǎng)度變短，纖維素的氫鍵被破壞并重排，形成較多的化學(xué)活性點(diǎn)，使纖維素間結(jié)合成氫鍵的數(shù)目增加；同時(shí)這種變化使得粘結(jié)劑能夠滲入到纖維素空間結(jié)構(gòu)的內(nèi)部， 與纖維素分子的支鏈橋接的數(shù)目增多、結(jié)合力增強(qiáng)，使生產(chǎn)的紙品強(qiáng)度提高。2、本發(fā)明利用蒸汽爆破法預(yù)處理植物廢料和廢舊紡織品、動(dòng)物纖維，使半纖維素和纖維素分離，半纖維素具有親水性能，在5(T60°C時(shí)開始軟化，具有可塑性并開始流動(dòng)，使纖維具有更大的柔韌性，有利于發(fā)展結(jié)合強(qiáng)度；同時(shí)半纖維素的支鏈數(shù)目多，支鏈更易連接起來(lái)起到橋梁的作用；半纖維素的聚甘露糖有一個(gè)具有流動(dòng)性的伯醇羥基，有旋轉(zhuǎn)的可能性，更容易將兩個(gè)羥基結(jié)合成氫鍵，是促進(jìn)纖維素結(jié)合的粘結(jié)劑。3、本發(fā)明利用蒸汽爆破法預(yù)處理植物廢料和廢舊紡織品、動(dòng)物纖維，使木質(zhì)素 β-0-醚鍵均裂，羥基減少，羰基和α、β-不飽和鍵增加，降解率可達(dá)25%以上。4、本發(fā)明利用蒸汽爆破法預(yù)處理植物廢料和廢舊紡織品、動(dòng)物纖維，附在原材料表面的灰份有95%左右在汽爆過(guò)程中剝離，經(jīng)溝道篩網(wǎng)沉淀；油墨及其它染色體、細(xì)菌等也同時(shí)被除去。這個(gè)步驟省去了使用堿液蒸煮分離木質(zhì)素和使用大量清水漂洗的過(guò)程，從而在源頭上減少了造紙廢水的產(chǎn)生。5、本發(fā)明把經(jīng)過(guò)汽爆處理后的植物原材料再進(jìn)行氣流粉碎，使植物纖維處理的更加均勻，省去了機(jī)械切碎和擠碾制漿的過(guò)程。6、本發(fā)明所用的熱固性樹脂粘結(jié)劑均為廢料，如廢油漆等，不僅來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，而且循環(huán)利用了資源，具有重要的環(huán)保意義。7、由于石油類高分子與動(dòng)植物纖維高分子具有相容性，可以在汽爆處理動(dòng)植物廢料的同時(shí)可以將附著的塑料袋進(jìn)行爆破，從而省去了分檢過(guò)程。8、本發(fā)明所生產(chǎn)的紙板和紙管有以下特點(diǎn)表面光潔、亮度好、分辨率高，具備很好的抗拉性、抗撕性和柔韌性；書寫流利，易著色，書寫感覺良好，在紙上書寫的字在水中浸泡不會(huì)掉色；可通用于平版、凹版、凸網(wǎng)版等印刷，與油墨有較強(qiáng)的親和力和吸附性，在印刷時(shí)易著色，不易脫色；在野外暴露的環(huán)境中可自動(dòng)風(fēng)化、無(wú)污染、會(huì)自然降解。9、綜上所述，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原材料來(lái)源廣泛；省去了需要耗費(fèi)大量人力和能源的環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；生產(chǎn)的紙板和紙管品質(zhì)好、質(zhì)量穩(wěn)定，是一種可以推廣應(yīng)用的環(huán)境友好型造紙方法。具體實(shí)施方法實(shí)施例1
5本發(fā)明按以下步驟實(shí)施
(1)將稻草，玉米桿，麥秸稈，竹、木加工行業(yè)的下腳料、廢料，包裝行業(yè)、出版行業(yè)的舊材料、廢紙等植物廢料進(jìn)行蒸汽爆破處理和氣流粉碎處理，得到原料A，原料A的粒徑分布為粒徑廣100納米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占6%，粒徑0. Γ100微米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占94%;
(2)將舊衣服、舊被褥、廢皮革、廢包裝袋、廢塑料袋進(jìn)行蒸汽爆破處理，得到原料B;
(3)配制質(zhì)量濃度為15%的硅酸鈉溶液，得到原料C；
(4)將質(zhì)量百分比為84%的原料A、9%的原料B、6%的原料C和1%的熱固性樹脂廢氨基樹脂漆均勻混合，投入三輥壓片機(jī)，采用流平連續(xù)擠壓法，連續(xù)擠壓控制在1. (Tl. 5MPa/ cm2，得到硬紙板，固化溫度控制在85、0°C，固化時(shí)間為5 7分鐘。實(shí)施例2
(1)將稻草，玉米桿，麥秸稈，竹、木加工行業(yè)的下腳料、廢料，包裝行業(yè)、出版行業(yè)的舊材料、廢紙等植物廢料進(jìn)行蒸汽爆破處理和氣流粉碎處理，得到原料A，原料A的粒徑分布為粒徑廣100納米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占10%，粒徑0.廣100微米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90%;
(2)將舊衣服、舊被褥、廢皮革、廢包裝袋、廢塑料袋、動(dòng)物毛發(fā)、蟹殼、蝦殼進(jìn)行蒸汽爆破處理，得到原料B ；
(3)配制質(zhì)量濃度為14%的硅酸鈉溶液，得到原料C；
(4)將質(zhì)量百分比為86%的原料A、6%的原料B、6%的原料C和m的熱固性樹脂廢酚醛樹脂均勻混合，投入梳扒式模壓機(jī)，低應(yīng)力控制在0. 62^1. 0 MPa/cm2，得到普通牛皮包裝紙，自然風(fēng)干固化。實(shí)施例3
(1)將稻草，玉米桿，麥秸稈，竹、木加工行業(yè)的下腳料、廢料，包裝行業(yè)、出版行業(yè)的舊材料、廢紙等植物廢料進(jìn)行蒸汽爆破處理和氣流粉碎處理，得到原料A，原料A的粒徑分布為粒徑廣100納米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占14%，粒徑0. Γ100微米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占86%;
(2)將舊衣服、舊被褥、廢皮革、廢包裝袋、廢塑料袋、動(dòng)物毛發(fā)進(jìn)行蒸汽爆破處理，得到原料B ；
(3)配制質(zhì)量濃度為12%的硅酸鈉溶液，得到原料C；
(4)將質(zhì)量百分比為85%的原料A、8%的原料B、7%的原料C均勻混合，采用制備線性圓管型構(gòu)件的連續(xù)生產(chǎn)方式，擠拉壓控制在1. 5^2. OMPa/cm2，得到硬紙管和寶塔管，固化溫度控制在85、0°C，固化時(shí)間為5 7分鐘。表1為實(shí)施例廣3所生產(chǎn)的紙板、牛皮紙和紙管的質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù) 《中密度纖維板》(GB/T 11718-1999)。表 權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)紙板和紙管的方法，包括以下步驟(1)將植物廢料進(jìn)行蒸汽爆破處理和氣流粉碎處理，得到原料A ； (2)將廢舊紡織品、動(dòng)物纖維進(jìn)行蒸汽爆破處理，得到原料B ； (3)配制質(zhì)量濃度為129Γ15%的硅酸鈉溶液，得到原料C ； (4)將質(zhì)量百分比為849Γ86%的原料Α、69Γ9%的原料Β、69Γ8%的原料C和0°/Γ4%的熱固性樹脂均勻混合，投入壓紙機(jī)中制備成紙板或紙管；(5)將得到的紙板或紙管進(jìn)行自干固化，或用烘干機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)紙板和紙管的方法，其特征在于所述制備原料A所用的植物廢料包括果殼，稻草，玉米秸稈，小麥秸稈，竹、木加工行業(yè)的下腳料、廢料，包裝行業(yè)、出版行業(yè)的舊材料、廢紙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)紙板和紙管的方法，其特征在于所述制備原料B所用的廢舊紡織品包括舊衣服、舊被褥、廢皮革、廢包裝袋、廢塑料袋；制備原料B所用的動(dòng)物纖維包括動(dòng)物毛發(fā)、蟹殼、蝦殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)紙板和紙管的方法，其特征在于所述熱固性樹脂包括廢氨基樹脂漆、廢酚醛樹脂、廢聚乙烯醇，動(dòng)物皮毛制造的凝膠、脲類、密胺類，廢環(huán)氧樹脂、廢不飽和聚酯樹脂、廢硅氧烷類、廢橡膠類、廢聚氨酯類、廢塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)紙板和紙管的方法，其特征在于所述原料A的粒徑分布為粒徑廣100納米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占69Γ14%，粒徑0. Γ100微米的植物微粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占86% 94%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述生產(chǎn)紙板和紙管的方法，其特征在于所述制備原料A所用的植物廢料中果殼表面蠟質(zhì)通入氨進(jìn)行處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)紙板和紙管的方法，包括以下步驟(1)將植物廢料進(jìn)行蒸汽爆破處理和氣流粉碎處理，得到原料A；(2)將廢舊紡織品、動(dòng)物纖維進(jìn)行蒸汽爆破處理，得到原料B；(3)配制質(zhì)量濃度為12%~15%的硅酸鈉溶液，得到原料C；(4)將質(zhì)量百分比為84%~86%的原料A、6%~9%的原料B、6%~8%的原料C和0%~4%的熱固性樹脂均勻混合，投入壓紙機(jī)中制備成紙板或紙管；(5)將得到的紙板或紙管進(jìn)行自干固化或用烘干機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)固化。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原材料來(lái)源廣泛；節(jié)省人力和能源，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；生產(chǎn)的紙板和紙管品質(zhì)好、質(zhì)量穩(wěn)定，是一種可以推廣應(yīng)用的環(huán)境友好型造紙方法。
文檔編號(hào)B27M1/02GK102248562SQ201110110758
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者葉密, 強(qiáng)光初, 徐繼偉, 李崇, 黃國(guó)君 申請(qǐng)人:強(qiáng)光初