專利名稱：節能回收occ廢紙提高再生箱板紙強度性能的技術的制作方法
技術領域：
本發明屬于廢紙回收再利用領域，涉及節能碎解OCC廢紙、提高再生纖維造紙性 能，用于生產箱板紙、瓦楞紙、白紙板等多種再生紙張。
背景技術：
隨著人們環保意識的增強，現代造紙工業正在逐步由傳統高污染行業轉型為以回 收廢紙為主要原料再造紙的具有典型循環經濟特征的綠色產業。OCC(Old Corrugated Containers)舊瓦楞紙箱是一類回收量很大且含有大量硫 酸鹽針葉木漿(尤其是來自北美的0CC)的重要優質再生纖維資源。目前，OCC的回用還主 要是簡單的重復利用，即將舊瓦楞箱紙板經過清水碎解、篩選、凈化、洗滌分散后得到的紙 漿輸送到漿料準備系統，單獨或者與其他漿料混合抄造各種紙張如箱板紙、瓦楞原紙、白紙 板等。但是，纖維再生過程中作用在廢紙表面的機械力不僅可能導致再生纖維長度和強 度降低，而且每一次抄紙過程中的脫水干燥也使得木漿纖維角質化，導致再生纖維潤脹能 力下降、損失部分交織粘合性能，從而使得再生紙板的力學強度低于原木漿紙張。幾十年來，國內外許多科學家不斷探索提高再生纖維交織粘合性能的方法。結果 證明了鈉堿浸泡和生物酶處理紙漿都能夠在一定程度上提高再生紙張的力學性能。但是， 這些已經發表的化學或者生物酶處理方法都是處理經過碎解后得到的紙漿。這些處理方法 不但費用昂貴，而且需要改變常規抄紙流程(例如增加在廢紙碎解后化學或者酶處理漿料 的工藝)，使得造紙廠很難在生產過程中采用。本發明提供一種在碎解前預處理OCC廢紙、并在堿性條件下碎解的方法以提高再 生纖維的潤脹和交織粘合能力。新方法不但能夠在不改變常規造紙流程的條件下提高以 OCC為原料生產的各種再生紙張如箱板紙的強度性能，而且有利于分離膠粘物、同時降低了 碎解廢紙的能耗、提高了碎解機生產效率。
發明內容
本發明提供一種節能回收OCC廢紙提高再生纖維造紙性能的預處理和碎解技術。 通過實驗發現(1)0CC廢紙經一定濃度的NaOH水溶液處理一定時間后，廢紙更容易被碎 解成紙漿；(2)采用預處理再生纖維抄造的紙張其強度性能包括抗張強度、裂斷長、耐破指 數、環壓指數等均優于沒有預處理的紙漿；(3)廢紙經清水或者堿液噴淋浸泡在堿性條件 下碎解也能在很大程度上降低碎解能耗、提高再生纖維的潤脹與粘合性能；(4)堿液浸泡 有助于在篩選時過濾除去廢紙中的一些膠粘物。廢紙在堿性條件下更容易碎解成紙漿的主要原因是NaOH處理增加了木漿纖維的 潤脹程度，從而破壞了廢紙中纖維之間的交織粘合。同樣道理，由于鈉堿溶液處理使再生纖 維具有更好的潤脹性能，這也提高了纖維之間在形成紙頁時的交織粘合能力，從而提高了 再生紙張的物理強度。
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本發明具體內容包括(1) OCC廢紙的浸泡預處理技術將OCC廢紙浸泡在加入一定量NaOH與清水的廢紙預處理池中。NaOH用量一般在 廢紙絕干量的0-5%之間，最佳在0. 5-2%左右。浸泡時間一般不超過24個小時，最佳浸泡 處理時間依賴于溫度、漿濃、和鈉堿用量，通常在0. 5-2個小時左右。對廢紙直接噴淋堿液 或者清水也有一定的改善作用。(2) OCC廢紙的碎解技術處理后的OCC廢紙在常用碎漿機中在堿性條件下碎解。最佳碎解時間依賴于碎解 機類型、漿濃和預處理條件，特別是碎解時含堿量和浸泡時間。OCC廢紙可以從預處理池中 直接輸送到碎解裝置中碎解(含處理液碎解)，也可以把預處理后的廢紙撈出后濾除堿液 投放到添加了新鮮清水的碎解機中碎解。堿液或者清水噴淋、清水浸泡或者未浸泡過的廢 紙在碎解時加入一定量的NaOH也能夠在一定程度上降低碎解時間，從而大大提高碎解機 的生產效率。(3)碎解后紙漿的篩分與凈化碎解后的紙漿按照常規造紙流程篩選凈化、除去殘留漿渣。良漿可以單獨輸送到 漿料準備系統或者與其他漿料混合抄造箱紙板等產品，也可以經過漂白后取代原木漿抄造 高檔紙張。我們特別注意到堿液浸泡處理過的廢紙篩出粗渣中有大塊的白色膠粘物。NaOH 浸泡處理使一些膠粘物硬化結塊，說明堿液浸泡處理有助于在篩選時通過過濾去除再生纖 維中的膠粘物。本發明的有益效果和顯著優點本發明采用化學或者生物酶方法在碎解前處理廢紙以降低碎解能耗、提高再生纖 維的造紙性能。新發明設備投資少，堿液能夠連續使用，易于在常見的利用廢紙再造紙的生 產流程中采用。本發明提出的處理技術具有如下顯著優點(1)處理費用低，預計每噸漿費 用15元(按濾除堿液碎解時耗堿0.5%，噸堿3000元估算)，(2)降低了廢紙制漿的能耗， 使碎解機生產效率提高了 20%以上，(3)在同等能耗條件下降低殘留粗渣組分，提高了得 漿率，(4)大大改善了再生纖維的潤脹與粘合性能，提高了再生纖維附加價值。
具體實施例方式實例1 節省廢紙碎解時間和能耗將韓國進口 OCC廢紙(包括箱紙板面紙和瓦楞芯紙) 撕成規格為30mm*30mm的碎片，放入密封袋中平衡24小時后測定水分。稱取一定量(一般 50克)的絕干碎紙片放入燒杯中，加入一定量的清水和NaOH(0-5%絕干漿)后在10%漿 濃、室溫條件下浸泡預處理一定時間(0-16小時)。預處理后的OCC廢紙在高濃水力碎漿機中碎解一定時間(5-45分鐘)。碎解漿濃 為10%，頻率30Hz，轉子轉速671rpm，溫度為室溫。碎解后的再生纖維用篩縫為0. 25mm的 縫篩篩漿機進行篩分，分別收集粗渣和良漿。粗渣在高溫烘箱中105oC恒溫干燥6小時后 稱重，計算粗渣率。良漿經一定量清水洗滌后平衡水分。稱取部分樣品測定水分，計算良漿 率。洗滌時沒有水循環系統，部分細小纖維、纖維碎片、廢紙中的其他添加物和堿溶出物可 能在洗滌時流失，利用粗渣率和良漿率計算流失率。
在上述實驗條件下，我們發現直接碎解(沒有浸泡過的)OCC廢紙阻力太大，不能 準確確定碎解時間。為了定量表征預處理對碎解能耗和紙張物理性能的改進作用，我們選 擇了清水浸泡2小時的樣品作為參考樣品。此外，我們進一步假設(a)廢紙碎解能耗正比 于碎解時間，(b)95%以上的廢紙碎解成紙漿(即粗渣率小于5%)時碎解完成。如表-1所示，2%堿液浸泡處理2小時的廢紙15分鐘基本上完成碎解，廢紙預處 理后濾除堿液加入清水碎解需要20分鐘完成，而清水浸泡2小時的廢紙需要25分鐘才能 夠完全碎解。和清水浸泡的廢紙比較，2% NaOH溶液處理的廢紙節省了 20%以上的碎解時 間或者能耗，同時提高了碎解機生產效率，降低了再生纖維的制造成本。表-1 廢紙浸泡2小時后完成碎解(粗渣率小于5% )需要的時間
權利要求
一種預處理和碎解OCC廢舊紙箱提高箱板紙等再生紙張強度性能的技術，其特征在于OCC廢紙在堿性條件下碎解成漿、廢紙碎解前在一定溫度下用一定量的NaOH、氧化鎂等堿性化學品水溶液噴淋或者浸泡處理。
2.按照權利要求1所述的廢紙碎解方法，OCC廢紙在堿性條件比在傳統中性清水條件 下碎解節省了至少20%的碎解時間，從而大大提高了碎解機生產效率。
3.按照權利要求1所述的廢紙處理方法，其特征在于堿液浸泡有助于在篩選時過濾除 去廢紙中的膠粘物。在相同碎解條件下，堿性碎解同時降低了殘留的廢紙粗渣率。
4.按照權利要求1所述的廢紙處理方法，其特征在于制備的再生紙漿交織粘合性能得 到了改善，利用預處理OCC紙漿抄造的再生箱板紙強度性能得到明顯提高。
5.按照權利要求1所述的廢紙處理方法，其特征在于OCC在堿性條件下碎解后，能夠通 過傳統的以OCC為原料抄造紙張的工藝流程，經過篩選、凈化、洗滌分散等過程后輸送到漿 料準備系統，單獨或者與其他漿料混合抄造各種紙張如高強箱板紙、瓦楞原紙、白紙板等。
6.根據權利要求1所述的廢紙處理方法，其特征在于OCC廢紙可以在加入一定量氫氧 化鈉的堿性水溶液中浸泡處理后含堿液碎解、可以撈出濾除堿液后加清水碎解、可以經過 清水或者堿液噴淋處理后碎解、也可以經過一定時間的清水浸泡或者未經浸泡在堿性條件 下碎解。工廠能夠靈活選擇合適的處理方式。
7.權利要求1所述的處理技術適用于以OCC廢紙為原料制備再生纖維或者抄造箱板 紙、瓦楞紙、白紙板等多種再生紙張。
全文摘要
本發明公開了一種預處理和碎解OCC廢紙提高再生箱板紙強度性能的方法，其特征在于經過清水、堿液預處理或者未處理過的OCC廢舊紙箱在堿性條件下碎解成漿。新方法改善了再生纖維的造紙性能，同時具有處理成本低廉、降低碎解能耗、提高碎解機生產效率、處理方式靈活多樣且易于與現有造紙流程結合等優點。堿液浸泡處理還有助于在篩選時通過過濾除去廢紙中的膠粘物。本發明適用于以OCC廢舊紙箱為原料生產箱板紙、箱紙板、瓦楞紙、白紙板等再生紙張的生產線。也適用于以OCC為原料生產再生纖維的工廠。
文檔編號D21C5/02GK101935956SQ20091006949
公開日2011年1月5日 申請日期2009年6月30日 優先權日2009年6月30日
發明者劉洪斌, 崔舉峰, 臧永華, 許英 申請人:天津科技大學