專利名稱：節(jié)能回收occ廢紙?zhí)岣咴偕浒寮垙?qiáng)度性能的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢紙回收再利用領(lǐng)域，涉及節(jié)能碎解OCC廢紙、提高再生纖維造紙性 能，用于生產(chǎn)箱板紙、瓦楞紙、白紙板等多種再生紙張。
背景技術(shù)：
隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，現(xiàn)代造紙工業(yè)正在逐步由傳統(tǒng)高污染行業(yè)轉(zhuǎn)型為以回 收廢紙為主要原料再造紙的具有典型循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征的綠色產(chǎn)業(yè)。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(lái)自北美的0CC)的重要優(yōu)質(zhì)再生纖維資源。目前，OCC的回用還主 要是簡(jiǎn)單的重復(fù)利用，即將舊瓦楞箱紙板經(jīng)過(guò)清水碎解、篩選、凈化、洗滌分散后得到的紙 漿輸送到漿料準(zhǔn)備系統(tǒng)，單獨(dú)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(guò)程中作用在廢紙表面的機(jī)械力不僅可能導(dǎo)致再生纖維長(zhǎng)度和強(qiáng) 度降低，而且每一次抄紙過(guò)程中的脫水干燥也使得木漿纖維角質(zhì)化，導(dǎo)致再生纖維潤(rùn)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(xué)強(qiáng)度低于原木漿紙張。幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多科學(xué)家不斷探索提高再生纖維交織粘合性能的方法。結(jié)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(xué)性能。但是， 這些已經(jīng)發(fā)表的化學(xué)或者生物酶處理方法都是處理經(jīng)過(guò)碎解后得到的紙漿。這些處理方法 不但費(fèi)用昂貴，而且需要改變常規(guī)抄紙流程(例如增加在廢紙碎解后化學(xué)或者酶處理漿料 的工藝)，使得造紙廠很難在生產(chǎn)過(guò)程中采用。本發(fā)明提供一種在碎解前預(yù)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(rùn)脹和交織粘合能力。新方法不但能夠在不改變常規(guī)造紙流程的條件下提高以 OCC為原料生產(chǎn)的各種再生紙張如箱板紙的強(qiáng)度性能，而且有利于分離膠粘物、同時(shí)降低了 碎解廢紙的能耗、提高了碎解機(jī)生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種節(jié)能回收OCC廢紙?zhí)岣咴偕w維造紙性能的預(yù)處理和碎解技術(shù)。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(1)0CC廢紙經(jīng)一定濃度的NaOH水溶液處理一定時(shí)間后，廢紙更容易被碎 解成紙漿；(2)采用預(yù)處理再生纖維抄造的紙張其強(qiáng)度性能包括抗張強(qiáng)度、裂斷長(zhǎng)、耐破指 數(shù)、環(huán)壓指數(shù)等均優(yōu)于沒(méi)有預(yù)處理的紙漿；(3)廢紙經(jīng)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(rùn)脹與粘合性能；(4)堿液浸泡 有助于在篩選時(shí)過(guò)濾除去廢紙中的一些膠粘物。廢紙?jiān)趬A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(rùn)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(rùn)脹性能，這也提高了纖維之間在形成紙頁(yè)時(shí)的交織粘合能力，從而提高了 再生紙張的物理強(qiáng)度。
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本發(fā)明具體內(nèi)容包括(1) OCC廢紙的浸泡預(yù)處理技術(shù)將OCC廢紙浸泡在加入一定量NaOH與清水的廢紙預(yù)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(shí)間一般不超過(guò)24個(gè)小時(shí)，最佳浸泡 處理時(shí)間依賴于溫度、漿濃、和鈉堿用量，通常在0. 5-2個(gè)小時(shí)左右。對(duì)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(shù)處理后的OCC廢紙?jiān)诔Ｓ盟闈{機(jī)中在堿性條件下碎解。最佳碎解時(shí)間依賴于碎解 機(jī)類型、漿濃和預(yù)處理?xiàng)l件，特別是碎解時(shí)含堿量和浸泡時(shí)間。OCC廢紙可以從預(yù)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(yù)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(jī)中碎解。堿液或者清水噴淋、清水浸泡或者未浸泡過(guò)的廢 紙?jiān)谒榻鈺r(shí)加入一定量的NaOH也能夠在一定程度上降低碎解時(shí)間，從而大大提高碎解機(jī) 的生產(chǎn)效率。(3)碎解后紙漿的篩分與凈化碎解后的紙漿按照常規(guī)造紙流程篩選凈化、除去殘留漿渣。良漿可以單獨(dú)輸送到 漿料準(zhǔn)備系統(tǒng)或者與其他漿料混合抄造箱紙板等產(chǎn)品，也可以經(jīng)過(guò)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(guò)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(jié)塊，說(shuō)明堿液浸泡處理有助于在篩選時(shí)通過(guò)過(guò)濾去除再生纖 維中的膠粘物。本發(fā)明的有益效果和顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用化學(xué)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(fā)明設(shè)備投資少，堿液能夠連續(xù)使用，易于在常見(jiàn)的利用廢紙?jiān)僭旒埖纳?產(chǎn)流程中采用。本發(fā)明提出的處理技術(shù)具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)(1)處理費(fèi)用低，預(yù)計(jì)每噸漿費(fèi) 用15元(按濾除堿液碎解時(shí)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(jī)生產(chǎn)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(rùn)脹與粘合性能，提高了再生纖維附加價(jià)值。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1 節(jié)省廢紙碎解時(shí)間和能耗將韓國(guó)進(jìn)口 OCC廢紙(包括箱紙板面紙和瓦楞芯紙) 撕成規(guī)格為30mm*30mm的碎片，放入密封袋中平衡24小時(shí)后測(cè)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(yù)處理一定時(shí)間(0-16小時(shí))。預(yù)處理后的OCC廢紙?jiān)诟邼馑λ闈{機(jī)中碎解一定時(shí)間(5-45分鐘)。碎解漿濃 為10%，頻率30Hz，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jī)進(jìn)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(shí)后 稱重，計(jì)算粗渣率。良漿經(jīng)一定量清水洗滌后平衡水分。稱取部分樣品測(cè)定水分，計(jì)算良漿 率。洗滌時(shí)沒(méi)有水循環(huán)系統(tǒng)，部分細(xì)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(shí)流失，利用粗渣率和良漿率計(jì)算流失率。
在上述實(shí)驗(yàn)條件下，我們發(fā)現(xiàn)直接碎解(沒(méi)有浸泡過(guò)的)OCC廢紙阻力太大，不能 準(zhǔn)確確定碎解時(shí)間。為了定量表征預(yù)處理對(duì)碎解能耗和紙張物理性能的改進(jìn)作用，我們選 擇了清水浸泡2小時(shí)的樣品作為參考樣品。此外，我們進(jìn)一步假設(shè)(a)廢紙碎解能耗正比 于碎解時(shí)間，(b)95%以上的廢紙碎解成紙漿(即粗渣率小于5%)時(shí)碎解完成。如表-1所示，2%堿液浸泡處理2小時(shí)的廢紙15分鐘基本上完成碎解，廢紙預(yù)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(shí)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(jié)省了 20%以上的碎解時(shí) 間或者能耗，同時(shí)提高了碎解機(jī)生產(chǎn)效率，降低了再生纖維的制造成本。表-1 廢紙浸泡2小時(shí)后完成碎解(粗渣率小于5% )需要的時(shí)間
權(quán)利要求
一種預(yù)處理和碎解OCC廢舊紙箱提高箱板紙等再生紙張強(qiáng)度性能的技術(shù)，其特征在于OCC廢紙?jiān)趬A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(xué)品水溶液噴淋或者浸泡處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的廢紙碎解方法，OCC廢紙?jiān)趬A性條件比在傳統(tǒng)中性清水條件 下碎解節(jié)省了至少20%的碎解時(shí)間，從而大大提高了碎解機(jī)生產(chǎn)效率。
3.按照權(quán)利要求1所述的廢紙?zhí)幚矸椒ǎ涮卣髟谟趬A液浸泡有助于在篩選時(shí)過(guò)濾除 去廢紙中的膠粘物。在相同碎解條件下，堿性碎解同時(shí)降低了殘留的廢紙粗渣率。
4.按照權(quán)利要求1所述的廢紙?zhí)幚矸椒?，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(yù)處理OCC紙漿抄造的再生箱板紙強(qiáng)度性能得到明顯提高。
5.按照權(quán)利要求1所述的廢紙?zhí)幚矸椒?，其特征在于OCC在堿性條件下碎解后，能夠通 過(guò)傳統(tǒng)的以O(shè)CC為原料抄造紙張的工藝流程，經(jīng)過(guò)篩選、凈化、洗滌分散等過(guò)程后輸送到漿 料準(zhǔn)備系統(tǒng)，單獨(dú)或者與其他漿料混合抄造各種紙張如高強(qiáng)箱板紙、瓦楞原紙、白紙板等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢紙?zhí)幚矸椒?，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(jīng)過(guò) 清水或者堿液噴淋處理后碎解、也可以經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的清水浸泡或者未經(jīng)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(quán)利要求1所述的處理技術(shù)適用于以O(shè)CC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(fā)明公開(kāi)了一種預(yù)處理和碎解OCC廢紙?zhí)岣咴偕浒寮垙?qiáng)度性能的方法，其特征在于經(jīng)過(guò)清水、堿液預(yù)處理或者未處理過(guò)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(shí)具有處理成本低廉、降低碎解能耗、提高碎解機(jī)生產(chǎn)效率、處理方式靈活多樣且易于與現(xiàn)有造紙流程結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)。堿液浸泡處理還有助于在篩選時(shí)通過(guò)過(guò)濾除去廢紙中的膠粘物。本發(fā)明適用于以O(shè)CC廢舊紙箱為原料生產(chǎn)箱板紙、箱紙板、瓦楞紙、白紙板等再生紙張的生產(chǎn)線。也適用于以O(shè)CC為原料生產(chǎn)再生纖維的工廠。
文檔編號(hào)D21C5/02GK101935956SQ20091006949
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者劉洪斌, 崔舉峰, 臧永華, 許英 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)