專利名稱：浮選脫墨渣纖維制得的紙張增強劑及其生產(chǎn)和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紙張增強劑技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種利用浮選脫墨渣纖維制備的紙張增強劑；本發(fā)明涉及利用浮選脫墨渣纖維制備紙張增強劑的生產(chǎn)方法；本發(fā)明還涉及利用浮選脫墨渣纖維制備的紙張增強劑的使用方法。
背景技術(shù)：
隨著消費水平的不斷提高，人們對紙張檔次及質(zhì)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(xiàn)。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?nèi)醯?。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(yè)中，造紙增強劑的使用一般采用內(nèi)部加添和外部涂飾法。一般來說，成紙強度受漿料纖 維本身強度和纖維之間或與涂層之間結(jié)合強度及面積的影響較大，而紙漿纖維的結(jié)合則是紙張形成強度的主要原因。干增強劑分子的結(jié)構(gòu)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(jié)合的基礎(chǔ)，是增強劑的起作用的主要原因。干增強型紙張增強劑主要有淀粉、植物膠等天然產(chǎn)品，以后發(fā)展為淀粉衍生物、聚丙烯酰胺類、羥甲基纖維素等半合成產(chǎn)品。使用紙張增強劑后，可以用部分低檔紙漿替代高檔木漿，或提高產(chǎn)品質(zhì)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(jié)合面積的提高有限，淀粉類增強劑還將消耗較多的糧食資源，其它類增強劑也消耗較多的資源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，一方面，本發(fā)明的目的在于提供了一種利用浮選脫墨渣纖維制備的紙張增強劑，該增強劑用來提高纖維間的有效接觸面積，增強紙張的強度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用提供的紙張增強劑，由辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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(jīng)100目篩篩選，得到的篩余物為浮選脫墨渣纖維；再由所述浮選脫墨渣纖維以TEMPO和NaBr為氧化介質(zhì)，NaClO為氧化劑,經(jīng)氧化而制得,所述紙張增強劑的保水值為80. 4g/100g 84. lg/100g、竣基含量為 38. 3mmol/kg 87. 6mmol/kg。另一方面，為了得到前述紙張增強劑，本發(fā)明的目的還在于提供一種使用浮選脫墨渣纖維制取所述紙張增強劑的生產(chǎn)方法。能綜合利用廢紙脫墨漿生產(chǎn)過程中的廢棄物，使資源得到綜合利用，減少對環(huán)境的污染。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的紙張增強劑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟
Si:辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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(jīng)100目篩篩選，制得篩余物浮選脫墨渣纖維；52:將所述浮選脫墨渣纖維加入水中，制成lwt% 5wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為20 30°C ；
53:加入所述浮選脫墨渣纖維O. 0024 O. 0071重量份的ΤΕΜΡ0、0. 32 O. 96重量份的NaBr和O. 23 O. 67重量份的NaCIO，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10 11，所述浮選脫墨渣纖維經(jīng)氧化20 60分鐘后得到所述紙張增強劑。此外，本發(fā)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，加入絕干紙衆(zhòng)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，加入絕干紙漿O. 3wt% O. 7界七％的硫酸鋁、控制上網(wǎng)pH值為5 6。本發(fā)明中所述TEMPO為2，2，6，6-四甲基-I-哌啶氧基自由基。本發(fā)明帶來的有益效果采用TEMPO+NaBr+NaCIO氧化體系，將浮選脫墨渣纖維中 羥基氧化成羧基，當(dāng)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(jié)合力，從而提高紙張的物理強度。以辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后從浮選槽上面得到的廢渣為原料，實現(xiàn)了廢棄物資源的綜合利用，減少了對環(huán)境的污染。
具體實施例方式實施例用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。實施例I :辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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，所述浮選脫墨渣在600°C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% ;所述廢渣經(jīng)100目篩篩選，得到的篩余物稱為浮選脫墨渣纖維，將所述浮選脫墨渣纖維加入水中，制成的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為30°C ;加入所述浮選脫墨渣纖維O. 0071重量份的TEMPO、0. 96重量份的NaBr和0. 67重量份的NaCIO，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為11，所述浮選脫墨渣纖維經(jīng)氧化20分鐘后得到所述紙張增強劑。經(jīng)測試，得到的紙張增強劑的保水值為80. 4g/100g、羧基含量為38. 3mmol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 3wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的pH值至6，加入絕干紙漿4wt%本實施例制得的紙張增強劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強度。實施例2 :辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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，所述浮選脫墨渣在600°C溫度下灼燒殘渣含量為79. 5wt% ;在900°C溫度下灼燒殘渣含量為49. 4wt% ;所述廢渣經(jīng)100目篩篩選，得到的篩余物稱為浮選脫墨渣纖維，將所述浮選脫墨渣纖維加入水中，制成4wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為27°C ;加入所述浮選脫墨渣纖維0. 005重量份的ΤΕΜΡ0、0. 65重量份的NaBr和0. 5重量份的NaCIO，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10. 6，所述浮選脫墨渣纖維經(jīng)氧化30分鐘后得到所述紙張增強劑。經(jīng)測試，得到的紙張增強劑的保水值為82. lg/100g、羧基含量為57. 6mmol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 5wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的pH值至5，加入絕干紙漿2wt%本實施例制得的紙張增強劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強度。實施例3 :辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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，所述浮選脫墨渣在600°C溫度下灼燒殘渣含量為79. 49wt% ;在900°C溫度下灼燒殘渣含量為49. 43wt% ;所述廢渣經(jīng)100目篩篩選，得到的篩余物稱為浮選脫墨渣纖維，將所述浮選脫墨渣纖維加入水中，制成3wt %的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為25 °C ;加入所述浮選脫墨渣纖維0. 0047重量份的TEMPO、0. 64重量份的NaBr和0. 45重量份的NaCIO，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10. 5，所述浮選脫墨渣纖維經(jīng)氧化40分鐘后得到所述紙張增強劑。經(jīng)測試，得到的紙張增強劑的保水值為83. 5g/100g、羧基含量為76. 7mmol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度,在攪拌條件下加入絕干紙衆(zhòng)0. 5wt%的硫酸招,調(diào)節(jié)衆(zhòng)料的pH值至5. 5,加入絕干紙漿lwt%本實施例制得的紙張增強劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強度。實施例4 :辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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，所述浮選脫墨渣在600°C溫度下灼燒殘渣含量為79. 49wt% ;在900°C溫度下灼燒殘渣含量為49. 43wt% ;所述廢渣經(jīng)100目篩篩選，得到的篩余物稱為浮選脫墨渣纖維；將所述浮選脫墨渣纖維加入水中，制成5wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為20°C ;加入所述浮選脫墨渣纖維0. 0024重量份的TEMP0、0. 32重量份的NaBr和0. 23重量份的NaCIO，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10，所述浮選脫墨渣纖維經(jīng)氧化60分鐘后得到所述紙張增強劑。經(jīng)測試，得到的紙張增強劑的保水值為84. lg/100g、羧基含量為87. 6mmol/kg。將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 7wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的pH值至5，加入絕干紙漿3wt%本實施例制得的紙張增強劑，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后，在恒溫恒濕條件下平衡水分24h，按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強度。對照例將楊木硫酸鹽漿用水疏解后打漿到40° SR，稀釋至2%。的濃度，在攪拌條件下加入絕干紙漿0. 5wt%的硫酸鋁，調(diào)節(jié)漿料的pH值至5，攪拌均勻后，按國家標(biāo)準(zhǔn)法抄取定量60g/m2的紙頁。在105°C下熟化20min后,在恒溫恒濕條件下平衡水分24h,按國家標(biāo)準(zhǔn)測其強度。各實施例和對照例得到的紙張產(chǎn)品，經(jīng)測試性能如下
編號I抗張指數(shù)I撕裂指數(shù)I耐破系數(shù)I耐折度(次)
__(Nm/g)__(Nmm2Zg)__(KPam2/g)__
對照例44.6210.153.4649
實施例 I— 56.108.45~3.541一 39
_實施例 2— 56.757.59~3.669一 43
_實施例 357.557.173.734一 44
實施例 458.986.68— 3.926~65
由表中數(shù)據(jù)可知，隨著浮選脫墨渣纖維制備紙張增強劑的氧化時間的增加，紙張的干抗張強度呈上升趨勢；耐破指數(shù)有所增加但不如干抗張強度增加明顯；耐折度呈顯著上升趨勢，撕裂度呈下降趨勢。氧化時間加長，羧基含量逐漸增加，纖維間氫鍵增多，結(jié)合力增大，耐折度與耐破度也隨之增大。但氧化時間的增加，纖維長度降低，使得撕裂指數(shù)不斷降低。優(yōu)選氧化時間30 40分鐘，具有較好的技術(shù)效果。
對比實施例組一在實施例3的基礎(chǔ)上，變更由實施例3制得的紙張增強劑的加入量，分別加入絕干紙衆(zhòng)O. 5wt %、2wt %、3wt %>4wt %、5wt %的紙張增強劑。各對照例得到的紙張產(chǎn)品，經(jīng)測試性能如下
權(quán)利要求
1.一種紙張增強劑，其特征在于所述紙張增強劑由辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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(jīng)100目篩篩選，得到的篩余物為浮選脫墨渣纖維；再由所述浮選脫墨渣纖維以TEMPO和NaBr為氧化介質(zhì)，NaClO為氧化劑，經(jīng)氧化而制得，所述紙張增強劑的保水值為80. 4g/100g 84. lg/100g、竣基含量為 38. 3mmol/kg 87. 6mmol/kg。
2.ー種制備權(quán)利要求I所述紙張增強劑的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟 51:辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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(jīng)100目篩篩選，制得篩余物浮選脫墨渣纖維； 52:將所述浮選脫墨渣纖維加入水中，制成lwt% 5wt%的懸浮液，并調(diào)節(jié)所述懸浮液的溫度為20 30°C ； 53:加入所述浮選脫墨渣纖維O. 0024 O. 0071重量份的ΤΕΜΡ0、0. 32 O. 96重量份的NaBr和O. 23 O. 67重量份的NaCIO，用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10 11，所述浮選脫墨渣纖維經(jīng)氧化20 60分鐘后得到所述紙張增強劑。
3.—種權(quán)利要求2所述紙張增強劑的生產(chǎn)方法，其特征在于所述浮選脫墨渣纖維經(jīng)氧化30 40分鐘后得到所述紙張增強劑。
4.一種權(quán)利要求I所述紙張增強劑的使用方法，其特征在于在紙張抄造過程中，加入絕干紙衆(zhòng)Iwt % 4wt%的所述紙張增強劑。
5.一種權(quán)利要求4所述紙張增強劑的使用方法，其特征在于在紙張抄造過程中，還加入絕干紙漿O. 3wt% O. 7wt%的硫酸鋁、控制上網(wǎng)pH值為5 6。
全文摘要
浮選脫墨渣纖維制得的紙張增強劑及其生產(chǎn)和使用方法。由辦公廢紙經(jīng)浮選脫墨后，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(jīng)100目篩篩選得到浮選脫墨渣纖維；再由浮選脫墨渣纖維以TEMPO和NaBr為氧化介質(zhì)，NaClO為氧化劑，經(jīng)氧化而制得，所得紙張增強劑的保水值為80.4g/100g～84.1g/100g、羧基含量為38.3mmol/kg～87.6mmol/kg；在紙張抄造過程中，加入絕干紙漿1wt％～4wt％的紙張增強劑，可增強紙漿纖維之間的結(jié)合力，提高紙張的物理強度。以浮選脫墨廢渣為原料，實現(xiàn)了廢棄物資源的綜合利用，減少了對環(huán)境的污染。
文檔編號D21H17/66GK102852037SQ20121030618
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者宋先亮, 王楊弘 申請人:北京林業(yè)大學(xué)