CN109706779A

CN109706779A - 一种在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺

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Publication number: CN109706779A
Application number: CN201811605767.1A
Authority: CN
Inventors: 张凤山; 刘燕韶; 李晓亮; 崔建峰; 张安钵; 郭启程
Original assignee: SHANDONG HUATAI PAPER CO Ltd
Current assignee: SHANDONG HUATAI PAPER CO Ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: CN109706779B

Abstract

本发明涉及造纸领域，具体来说是一种在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺，该工艺通过调整瓦楞纸的原料配比，添加了易溶聚乙烯醇纤维、CMS或CMC以及PAE湿强剂来生产无表面施胶的高强瓦楞纸，利用聚乙烯醇纤维在低温状态下不溶于水，并且纤维长度基本以长纤维的形态存在，改善了浆料细小纤维多的现状，提高了浆料的滤水性，通过网部成型，在浆内的留着率达到99％以上；而成型后经过烘缸的升温，聚乙烯醇纤维又能在纸页中溶解起到增强作用，避免了浆内添加增强剂带来的各类负面作用。

Description

一种在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺

技术领域

本发明涉及造纸领域，涉及一种在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺。

背景技术

包装使用的纸箱是由瓦楞纸板折叠组合而成，瓦楞纸板按层数的不同主要有三层瓦楞纸板、五层瓦楞纸板、七层瓦楞纸板等种类，组成部分：面纸+瓦楞纸+芯纸+瓦楞纸+里纸。其中，面纸和里纸之间用于起楞的称为瓦楞纸，这种纸的横向环压指数较高，环压指数达不到要求的只能做芯纸，质量档次比较低。目前，瓦楞纸板的发展趋势是重量轻、强度高，这就要求用于生产瓦楞板的瓦楞纸克重低、环压指数高。

瓦楞纸的主要生产原料是废纸，在原料结构不变的前提下，用于提高强度、达到使用要求的几个主要手段包括：加PAE湿强剂、加干强剂、增加表面淀粉施胶量、加浆内施胶剂等。

现有造纸生产中高速纸机被越来越多的应用，高速纸机是指运行车速在1400-2000m/min的抄纸机，该纸机的特点是在线配料，产品定量38-80g/m²，质量在线控制。缺点是对生产系统的要求较高、敏感，系统内浓度、电荷、温度等参数的微小变化则会对生产造成极大的波动，无表面施胶装置。

如果采用高速抄纸机来制备瓦楞纸，由于高速抄纸机的系统条件敏感度较高，上述瓦楞纸用于提高强度达到使用要求的手段就存在以下的缺点：湿强剂带有强阳电荷，在高速纸机上大量使用时：一方面会产生大量的泡沫，生产无法正常运行；另一方面，大量强阳离子物质的加入使系统的电荷平衡遭到破坏，当系统的阴电荷降到一定的水平甚至转为带阳电荷时，纤维结合力差，纸页强度低，断纸严重，设备无法运行；第三是留着率低，大量的化学品、细小纤维都不能留在纸页中而流失到了白水中，起不到相应的作用；第四是上述助剂大多是水溶性的，除一部分留在纸页中起作用外有很大一部分随着白水进入水循环最后进入废水中，浪费化学品的同时也增加了废水的COD、BOD或SS负荷。

因此如何改进瓦楞纸的原纸组分，使其能够适合高速抄纸机的要求，成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明针对现有技术存在的诸多问题，提供了一种在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺，该工艺通过调整瓦楞纸的原料配比，添加了易溶聚乙烯醇纤维、CMS或CMC以及PAE湿强剂来生产无表面施胶的高强瓦楞纸，利用聚乙烯醇纤维在低温状态下不溶于水，并且纤维长度基本以长纤维的形态存在，改善了浆料细小纤维多的现状，提高了浆料的滤水性，通过网部成型，在浆内的留着率达到99％以上；而成型后经过烘缸的升温，聚乙烯醇纤维又能在纸页中溶解起到增强作用，避免了浆内添加增强剂带来的各类负面作用。

本发明的最大特点就是改进了原纸的组分配比，添加了易溶聚乙烯醇纤维、CMS或CMC以及PAE湿强剂来生产无表面施胶的高强瓦楞纸，由于本发明所限定的瓦楞纸主要原料是废旧纸，因此发明人以其为基础进行了改进，具体工艺如下：

1、废旧纸箱经过转鼓碎浆，进入浮选槽，按1-3kg/吨废纸的用量加入脱墨剂，浮选出废纸中过多的填料及少量油墨，经过粗筛、精筛、除砂器除去大胶粘物及轻、重杂质，净化后的浆料再经过热分散磨浆机，起到分散纤维的作用，并把残余胶粘物磨成细小颗粒，不会造成生产障碍；

所采用的脱墨剂为脂肪酸钠类脱墨剂，可选用常用的市购产品；

最终获得的浆料的质量要求为：灰份13-20wt％；白度≥30％ISO；pH值6-8；胶粘物含量≤1000mm²/kg；

2、聚乙烯醇纤维选用溶解温度45-70度的聚乙烯醇纤维，长度2-6mm，水力碎浆机疏解后直接加入混合浆池；在混合浆池中，绝干聚乙烯醇纤维的比例控制在5-20wt％，即：废纸浆与聚乙烯醇纤维的比例为(80～95):(5～20)；

所述的疏解为在水力碎浆机中按3-5wt％的浓度加水对聚乙烯醇纤维进行疏解分散均匀，水的温度不高于45度；

聚乙烯醇纤维选用这一范围的原因是，纸页成型前浆料系统的温度一般在45-50度，进入第一组烘缸的水分一般由50％降低到20％，温度为60-75度；聚乙烯醇纤维的溶解需要温度和水分两个因素，纸页含水率再低于20％基本就不再溶解，又不能让其在进入成型前就溶解，因此选用这一温度范围，更加适合本发明的工艺特点；

3、CMC或CMS选用取代度0.3-0.9范围，粘度选用范围是2％固含量、温度25℃时100-500cP；使用时，先用温水将其溶解为浓度为2-3wt％的溶液，再按纯CMC或CMS1-5kg/吨纸的用量加入混合浆池；

4、PAE湿强剂选用固含量12.5％的产品，按10-30kg/吨纸的用量加入混合浆池中；PAE湿强剂购自河南国华科技有限公司，型号GHB01；

5、按常规工艺加入助留剂、助滤剂，加入点在混合浆池的稀释白水管道，然后在混合浆池内加入上述的CMC或CMS，以及PAE，上料进入抄纸机，脱水成型；

所述的助留剂和助滤剂选用索里斯公司的对应产品，用量为助留剂0.2-0.5kg/吨纸，助滤剂用量0.8-1.2kg/吨纸；

6、高速纸机上浆浓度1-2wt％，浆料系统温度控制在45-50℃，经脱水压榨后成为成型的湿纸页；

烘干部控制参数：第一组烘缸温度(1#、3#、5#、7#缸)的温度范围控制在55℃-75℃，四支烘缸温度逐渐升高，进第一组烘缸水分45％-55％；

第二组、第三组、第四组烘缸温度75-90℃，其他参数参照常规设定，保证出烘缸的纸页水份5-8％；

然后纸页经过压光机、卷取部、分切、包装，成为合格产品。

烘干时采用上述的参数设定，主要原因在于，第一组烘缸的温度和水分对于整个生产过程至关重要，原因在于温度不能低于55℃，是为了保证纤维在进入第一支烘缸就开始溶解；不能高于75度，是防止纸页过急干燥，出现纸面不平整等问题；水分不能高于55％，是防止水分含量过高，湿页强度过低产生断纸；水分不能低于45％，是因为这种聚乙烯醇纤维的溶解条件除了温度还有水，水分含量过低会导致聚乙烯醇纤维不溶解；故此将第一组烘缸的参数设定如上。

与现有技术相比，本发明主要解决的以下几个问题：

一是用100％废纸生产低克重45-55g的瓦楞纸，目前这种低克重的纸由于环压强度达不到，只能做瓦楞芯纸用，而本发明使用了溶解温度45-70度的聚乙烯醇纤维后可以提高强度，因而可以达到做瓦楞纸的需求；

二是在目前这种高速纸机上生产瓦楞纸时，由于高速纸机对系统的要求较高，如果单一使用PAE湿强剂，如背景技术中所述由于湿强剂带有强阳电荷，在高速纸机上大量使用时：一方面会产生大量的泡沫，生产无法正常运行；另一方面，大量强阳离子物质的加入使系统的电荷平衡遭到破坏，当系统的阴电荷降到一定的水平甚至转为带阳电荷时，纤维结合力差，纸页强度低，断纸严重，设备无法运行；第三是留着率低，大量的化学品、细小纤维都不能留在纸页中而流失到了白水中，起不到相应的作用；而本专利则通过填加阴离子性质量CMC或CMS来解决这一问题，且取得了很好的效果，从而使得PAE湿强剂可以应用于高速纸机的生产中，填补了本领域的空白；

三是使用这种在低温下呈纤维状、高温下才溶解的溶解温度45-70度的聚乙烯醇纤维的特点，避免了浆料内填加增强剂的缺陷，减少了纸机的运行障碍，减少了常规增强剂在水体中的残留造成的污染；

本发明的上述工艺中，主要利用了聚乙烯醇纤维的特点：在低温状态下以纤维的状态存在，在溶点温度以上便能溶解于纤维之间，在纸内形成具有较强粘结能力的PVA膜，提高了纤维的结合力；由于在低温状态下，聚乙烯醇纤维不溶于水，并且纤维长度基本以长纤维的形态存在，改善了浆料细小纤维多的现状，提高了浆料的滤水性，通过网部成型，在浆内的留着率达到99％以上；而成型后经过烘缸的升温，聚乙烯醇纤维又能在纸页中溶解起到增强作用，避免了浆内添加增强剂带来的各类负面作用；本发明所采用的湿强剂是一种常用化学品，用来提高纸页的湿强度，更适合pH值6-8的中抄纸环境；价格较低，成本低；无挥发气体、无气味，属于无危害化学品，同时能够赋予纸页一定的施胶度(抗水性能)；本发明中不使用浆内的蜡质施胶剂，包括AKD、ASA以及松香胶等，目的是减少系统内垃圾的产生，由上述的湿强剂起到上述材料的功能；

本发明中CMS(羧甲基淀粉)或CMC(羧甲基纤维素)的加入起到的作用：一是这两种物质均带负电荷，可以中和部分湿强剂引进的正电荷，通过调整用量将系统电荷稳定在正常范围内；二是这两种物质均是大分子有机物，且含有羧基，能与纤维产生氢键结合，可以起到增强和助留助滤的作用，三是有利用纸页的成型和系统的净化，并有分散纤维的作用，提高纸页匀度；

综上所述，采用本发明的工艺和配比，利用聚乙烯醇纤维在低温状态下不溶于水，并且纤维长度基本以长纤维的形态存在，改善了浆料细小纤维多的现状，提高了浆料的滤水性，通过网部成型，在浆内的留着率达到99％以上；而成型后经过烘缸的升温，聚乙烯醇纤维又能在纸页中溶解起到增强作用，避免了浆内添加增强剂带来的各类负面作用。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，可以使本领域技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。下述实施例中除特殊说明外，所述的百分比均为重量百分比；

实施例1

一种在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺，其中所述工艺具体步骤如下：

1、废旧纸箱经过转鼓碎浆，进入浮选槽，按照1.5kg/吨废纸的用量加入脂肪酸钠脱墨剂，经过粗筛、精筛、除砂器除去大胶粘物及轻、重杂质，净化后的浆料再经过热分散磨浆机，经过上述工序，废纸浆浆料的质量情况：灰份18％；白度38％ISO；pH值7.1；胶粘物含量880mm²/kg；

2、聚乙烯醇纤维选用溶解温度45度的聚乙烯醇纤维，长度6mm，在水力碎浆机中按3-5％的浓度对聚乙烯醇纤维进行疏解分散均匀，水的温度不高于45度。在混合浆池中，绝干聚乙烯醇纤维与上述废纸浆的质量比为15:85。

3、选用取代度0.5的CMC，先在制备罐中溶解到浓度为2-3％的溶液，再按2kgCMC/吨纸的用量加到混合浆池中；

4、PAE湿强剂选用固含量12.5％的产品(购自河南国华科技有限公司，型号GHB01)，按湿强剂原液30kg/吨纸的用量加入浆料上网前的提浆泵阴程；

5、按0.3kg/吨纸加入助留剂、按0.9kg/吨纸加入助滤剂，加入点在混合浆池的稀释白水管道，然后在混合浆池内加入上述的CMC，以及PAE，上料进入抄纸机，脱水成型；

所述的助留剂和助滤剂选用索里斯公司的对应常规产品；

6、高速纸机上浆浓度1-2wt％，浆料系统温度控制在45-50℃，经脱水压榨后成为成型的湿纸页。

第二组、第三组、第四组烘缸温度75-90℃，保证出烘缸的纸页水份5-8％。

实施例2

1、废旧纸箱经过转鼓碎浆，进入浮选槽，加入3kg/吨废纸用量加入脂肪酸钠脱墨剂，经过粗筛、精筛、除砂器除去大胶粘物及轻、重杂质，净化后的浆料再经过热分散磨浆机，经过上述工序，废纸浆浆料的质量情况：灰份14％；白度42％ISO；pH值7.5；胶粘物含量650mm²/kg；

2、聚乙烯醇纤维选用溶解温度65度的聚乙烯醇纤维，长度3mm，在水力碎浆机中按3-5％的浓度对聚乙烯醇纤维进行疏解分散均匀，水的温度不高于45度。在混合浆池中，聚乙烯醇纤维与废纸浆的质量比为5:95。

3、选用取代度0.8的CMS，先在制备罐中溶解到浓度为2-3％的溶液，再按5kgCMS/吨纸的用量加到混合浆池中；

4、PAE湿强剂选用固含量25％的产品(购自河南国华科技有限公司，型号GHB01)，按湿强剂原液10kg/吨纸的用量加入浆料上网前的提浆泵阴程。

5、按0.2kg/吨纸加入助留剂、按1.0kg/吨纸加入助滤剂，加入点在混合浆池的稀释白水管道，然后在混合浆池内加入上述的CMS，以及PAE，上料进入抄纸机，脱水成型；

所述的助留剂和助滤剂选用索里斯公司的对应产品；

比较例

将采用普通现有工艺制备的瓦楞纸与本发明实施例1和2制备的瓦楞纸进行相关检测，比对结果如下：

产品质量对比

	现有技术	实施例一	实施例二
				品种	50g/m<sup>2</sup>	50g/m<sup>2</sup>	50g/m<sup>2</sup>
横向环压指数	4.2N.m/g	6.8N.m/g	7.1N.m/g
				纵向挺度	0.38mN	0.89mN	0.92mN
表面吸水性	35.6g/m<sup>2</sup>	32.1g/m<sup>2</sup>	30.3g/m<sup>2</sup>
				纵向抗张指数	39.4N.m/g	48.9N.m/g	52.3N.m/g
系统首程留着率	72.5％	89.4％	87.7％
				用途	仅作瓦楞芯纸用	可用做瓦楞纸	可用做瓦楞纸
纸机效率	88％	97％	96％

由上可知本发明技术方案获得的瓦楞纸，横向环压指数、挺度、抗张指数都有了大幅度提高，并且系统的首程留着率有了较大提升，更有利于水循环系统的净化，减少纸机不正常的机率，同时使用高速纸机可以大大提高生产效率，产能员大于现有技术，同时现有技术的产品强度低，无法达到瓦楞纸的使用要求，只能降为瓦楞芯纸使用。

Claims

1.一种在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺，其特征在于：具体步骤如下：

(1)、废旧纸箱经过处理最终获得的浆料的质量要求为：灰份13-20wt％；白度≥30％ISO；pH值6-8；胶粘物含量≤1000mm²/kg；

(2)、聚乙烯醇纤维选用溶解温度45-70度的聚乙烯醇纤维，长度2-6mm，水力碎浆机疏解后直接加入混合浆池；在混合浆池中废纸浆与绝干聚乙烯醇纤维的比例为80～95:5～20；

(3)、CMC或CMS选用取代度0.3-0.9范围，粘度选用范围是2％固含量、温度25℃时100-500cP；使用时，先用温水将其溶解为浓度为2-3wt％的溶液，再按纯CMC或CMS1-5kg/吨纸的用量加入混合浆池；

(4)、PAE湿强剂选用固含量12.5％的产品，按10-30kg/吨纸的用量加入混合浆池中；

(5)、按工艺要求加入助留剂、助滤剂，加入点在混合浆池的稀释白水管道，然后在混合浆池内加入上述的CMC或CMS，以及PAE湿强剂，上料进入抄纸机，脱水成型；

(6)、高速纸机上浆浓度1-2wt％，浆料系统温度控制在45-50℃，经脱水压榨后成为成型的湿纸页；

烘干部控制参数：第一组烘缸温度的温度范围控制在55℃-75℃，四支烘缸温度逐渐升高，进第一组烘缸水分45％-55％；

第二组、第三组、第四组烘缸温度75-90℃，保证出烘缸的纸页水份5-8％；

2.根据权利要求1所述在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺，其特征在于：所述PAE湿强剂购自河南国华科技有限公司，型号GHB01；所述的助留剂和助滤剂选用索里斯公司的产品。

3.根据权利要求1所述在高速纸机上生产低定量高强度瓦楞纸的工艺，其特征在于：所述的助留剂和助滤剂用量为助留剂0.2-0.5kg/吨纸，助滤剂用量0.8-1.2kg/吨纸。