本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度瓦楞原紙的制備方法，屬于造紙技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
瓦楞原紙又稱瓦楞芯紙，是制作瓦楞紙板的主要材料之一。瓦楞原紙的主要作用是當(dāng)瓦楞紙板受壓變形時，能夠使紙板保持原有的厚度，從而使紙板獲得較大的慣性矩。作為瓦楞原紙用纖維原料要求含有較高的纖維素及半纖維素，含有較少的木素及其它成分。瓦楞原紙被用來制造瓦楞紙箱，在瓦楞原紙的質(zhì)量方面，有向低定量、高強(qiáng)度發(fā)展的趨勢。紙張單位重量的降低，可以節(jié)約紙漿、節(jié)約能源、降低成品運(yùn)輸成本，增加企業(yè)的利潤。但在實(shí)際使用中，低定量的瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度較低。環(huán)壓強(qiáng)度是指將一定尺寸的瓦楞原紙紙樣，插在試樣座內(nèi)，形成圓環(huán)形，在兩測量板之間進(jìn)行壓縮，在壓潰前所能承受的最大的力。瓦楞原紙的環(huán)壓強(qiáng)度直接影響著瓦楞紙箱的抗壓強(qiáng)度和瓦楞紙板的邊壓強(qiáng)度；因此，環(huán)壓強(qiáng)度便成為瓦楞原紙?jiān)谑褂眠^程中的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。
目前市場生產(chǎn)的高強(qiáng)瓦楞原紙，主要以廢紙漿為主要原料，配一部分麥草漿或棉桿漿或化學(xué)機(jī)械熱磨漿（CTMP）作為輔助原料。在現(xiàn)階段，草漿制漿不僅污染嚴(yán)重，容易對環(huán)境造成污染，且廢水處理成本高，所以限制了其使用；棉桿漿和化學(xué)機(jī)械熱磨漿，由于其成本高，一般用來制作高強(qiáng)度的紙張，如鈔票紙、銅版紙等；在國內(nèi)森林覆蓋率低的實(shí)際情況下，木漿一般依靠進(jìn)口，如用來抄造高強(qiáng)瓦楞原紙，勢必會增加木漿的進(jìn)口量，這樣的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)成本也較高?，F(xiàn)有的高強(qiáng)瓦楞原紙生產(chǎn)時，大多采用多次重復(fù)利用的廢紙，該類廢紙中經(jīng)過反復(fù)多次的利用后，纖維素鏈越來越短，以這樣的廢紙為原料生產(chǎn)出的高強(qiáng)瓦楞原紙強(qiáng)度很差，環(huán)壓指數(shù)很低，無法滿足日益要求嚴(yán)格的包裝業(yè)的品質(zhì)需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前利用廢紙漿制備的瓦楞原紙強(qiáng)度低，環(huán)壓指數(shù)很低，無法滿足日益要求嚴(yán)格的包裝業(yè)的品質(zhì)需求的問題，本發(fā)明主要是以甘蔗渣為原料，加入氫氧化鉀等物質(zhì)進(jìn)行加熱后，與秸稈纖維素混合，得到漿料，再將十六烷基三甲基溴化銨、醋酸溶液等物質(zhì)進(jìn)行混合，得到乳化液，接著將魔芋粉與水混合加熱后，滴加乳化液和引發(fā)劑溶液，攪拌加熱，得到表面施膠劑，最后將漿料抄造后，利用表面施膠劑對其進(jìn)行涂布，最后干燥即可得到高強(qiáng)度瓦楞原紙。本發(fā)明制備的高強(qiáng)度瓦楞原紙強(qiáng)度高，抗撕拉性好，環(huán)壓指數(shù)高，滿足了包裝業(yè)的品質(zhì)要求，而且制備成本低廉，工藝綠色環(huán)保。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）稱取200～400g甘蔗渣，按質(zhì)量比1:8加入自來水中，放入鍋爐中，并加入10～15g氫氧化鉀，8～12g亞硫酸銨和5～10g硅酸鈉，攪拌混合均勻后，加熱直至沸騰，保溫20～30min后，過濾得濾渣，將濾渣和秸稈纖維素按質(zhì)量比1:5混合均勻后，放入雙螺旋搓磨分絲機(jī)進(jìn)行搓磨，將得到的混合纖維輸入磨漿機(jī)中處理20～30min，得漿料，備用；
（2）分別稱取30～40g十六烷基三甲基溴化銨、60～100g去離子水、10～15g質(zhì)量分?jǐn)?shù)36%醋酸溶液、15～20g苯乙烯、15～20g丙烯酸丁酯，在400～500r/min轉(zhuǎn)速下攪拌混合20～30min得乳化液；
（3）稱取50～70g魔芋粉加入到100～120mL去離子水，混合后加入到500mL三口燒瓶中，放入水浴鍋中，邊攪拌邊升溫至70～90℃，保溫?cái)嚢?0～70min，攪拌后冷卻至室溫，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為6.0，調(diào)節(jié)后向三口燒瓶中緩慢滴加上述乳化液，滴加速度為5～7mL/min，滴加后加入4～6mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸銨溶液，加入后升溫至60～80℃并攪拌反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料，即可得表面施膠劑；
（4）將步驟（1）備用的漿料送入造紙機(jī)中進(jìn)行抄造，將抄造出的紙放入涂布機(jī)中，并將上述表面施膠劑按4～6g/m2進(jìn)行雙面施膠，施膠后自然風(fēng)干，將風(fēng)干后的紙樣放入干燥器中，在90～100℃溫度下快速干燥20～30s，干燥后即可得到高強(qiáng)度瓦楞原紙。
本發(fā)明制備的高強(qiáng)度瓦楞原紙環(huán)壓指數(shù)達(dá)到9.25～11.31N·m/g，撕裂指數(shù)達(dá)到37.65～40.25mN·m2/g，平壓強(qiáng)度達(dá)到95N以上，邊壓強(qiáng)度達(dá)到760N/m以上。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的高強(qiáng)度瓦楞原紙強(qiáng)度較高，平壓強(qiáng)度達(dá)到95N以上，邊壓強(qiáng)度達(dá)到760N/m以上；
（2）本發(fā)明制備的高強(qiáng)度瓦楞原紙環(huán)壓指數(shù)達(dá)到9.25～11.31N·m/g，滿足了包裝業(yè)的品質(zhì)要求，可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；
（3）本發(fā)明制備步驟簡單，所需的成本低。
具體實(shí)施方式
首先稱取200～400g甘蔗渣，按質(zhì)量比1:8加入自來水中，放入鍋爐中，并加入10～15g氫氧化鉀，8～12g亞硫酸銨和5～10g硅酸鈉，攪拌混合均勻后，加熱直至沸騰，保溫20～30min后，過濾得濾渣，將濾渣和秸稈纖維素按質(zhì)量比1:5混合均勻后，放入雙螺旋搓磨分絲機(jī)進(jìn)行搓磨，將得到的混合纖維輸入磨漿機(jī)中處理20～30min，得漿料，備用；分別稱取30～40g十六烷基三甲基溴化銨、60～100g去離子水、10～15g質(zhì)量分?jǐn)?shù)36%醋酸溶液、15～20g苯乙烯、15～20g丙烯酸丁酯，在400～500r/min轉(zhuǎn)速下攪拌混合20～30min得乳化液；再稱取50～70g魔芋粉加入到100～120mL去離子水，混合后加入到500mL三口燒瓶中，放入水浴鍋中，邊攪拌邊升溫至70～90℃，保溫?cái)嚢?0～70min，攪拌后冷卻至室溫，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為6.0，調(diào)節(jié)后向三口燒瓶中緩慢滴加上述乳化液，滴加速度為5～7mL/min，滴加后加入4～6mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸銨溶液，加入后升溫至60～80℃并攪拌反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料，即可得表面施膠劑；最后將備用的漿料送入造紙機(jī)中進(jìn)行抄造，將抄造出的紙放入涂布機(jī)中，并將上述表面施膠劑按4～6g/m2進(jìn)行雙面施膠，施膠后自然風(fēng)干，將風(fēng)干后的紙樣放入干燥器中，在90～100℃溫度下快速干燥20～30s，干燥后即可得到高強(qiáng)度瓦楞原紙。
實(shí)例1
首先稱取400g甘蔗渣，按質(zhì)量比1:8加入自來水中，放入鍋爐中，并加入15g氫氧化鉀，12g亞硫酸銨和10g硅酸鈉，攪拌混合均勻后，加熱直至沸騰，保溫30min后，過濾得濾渣，將濾渣和秸稈纖維素按質(zhì)量比1:5混合均勻后，放入雙螺旋搓磨分絲機(jī)進(jìn)行搓磨，將得到的混合纖維輸入磨漿機(jī)中處理30min，得漿料，備用；分別稱取40g十六烷基三甲基溴化銨、100g去離子水、15g質(zhì)量分?jǐn)?shù)36%醋酸溶液、20g苯乙烯、20g丙烯酸丁酯，在500r/min轉(zhuǎn)速下攪拌混合30min得乳化液；再稱取70g魔芋粉加入到120mL去離子水，混合后加入到500mL三口燒瓶中，放入水浴鍋中，邊攪拌邊升溫至90℃，保溫?cái)嚢?0min，攪拌后冷卻至室溫，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為6.0，調(diào)節(jié)后向三口燒瓶中緩慢滴加上述乳化液，滴加速度為7mL/min，滴加后加入6mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸銨溶液，加入后升溫至80℃并攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料，即可得表面施膠劑；最后將備用的漿料送入造紙機(jī)中進(jìn)行抄造，將抄造出的紙放入涂布機(jī)中，并將上述表面施膠劑按6g/m2進(jìn)行雙面施膠，施膠后自然風(fēng)干，將風(fēng)干后的紙樣放入干燥器中，在100℃溫度下快速干燥30s，干燥后即可得到高強(qiáng)度瓦楞原紙。
經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高強(qiáng)度瓦楞原紙環(huán)壓指數(shù)達(dá)到11.31N·m/g，撕裂指數(shù)達(dá)到40.25mN·m2/g，平壓強(qiáng)度達(dá)到97N，邊壓強(qiáng)度達(dá)到765N/m。
實(shí)例2
首先稱取200g甘蔗渣，按質(zhì)量比1:8加入自來水中，放入鍋爐中，并加入10g氫氧化鉀，8g亞硫酸銨和5g硅酸鈉，攪拌混合均勻后，加熱直至沸騰，保溫20min后，過濾得濾渣，將濾渣和秸稈纖維素按質(zhì)量比1:5混合均勻后，放入雙螺旋搓磨分絲機(jī)進(jìn)行搓磨，將得到的混合纖維輸入磨漿機(jī)中處理20min，得漿料，備用；分別稱取40g十六烷基三甲基溴化銨、100g去離子水、15g質(zhì)量分?jǐn)?shù)36%醋酸溶液、20g苯乙烯、20g丙烯酸丁酯，在500r/min轉(zhuǎn)速下攪拌混合30min得乳化液；再稱取70g魔芋粉加入到120mL去離子水，混合后加入到500mL三口燒瓶中，放入水浴鍋中，邊攪拌邊升溫至90℃，保溫?cái)嚢?0min，攪拌后冷卻至室溫，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為6.0，調(diào)節(jié)后向三口燒瓶中緩慢滴加上述乳化液，滴加速度為7mL/min，滴加后加入6mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸銨溶液，加入后升溫至80℃并攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料，即可得表面施膠劑；最后將備用的漿料送入造紙機(jī)中進(jìn)行抄造，將抄造出的紙放入涂布機(jī)中，并將上述表面施膠劑按6g/m2進(jìn)行雙面施膠，施膠后自然風(fēng)干，將風(fēng)干后的紙樣放入干燥器中，在100℃溫度下快速干燥30s，干燥后即可得到高強(qiáng)度瓦楞原紙。
經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高強(qiáng)度瓦楞原紙環(huán)壓指數(shù)達(dá)到9.25N·m/g，撕裂指數(shù)達(dá)到37.65mN·m2/g，平壓強(qiáng)度達(dá)到96N，邊壓強(qiáng)度達(dá)到763N/m。
實(shí)例3
首先稱取300g甘蔗渣，按質(zhì)量比1:8加入自來水中，放入鍋爐中，并加入12g氫氧化鉀，10g亞硫酸銨和7g硅酸鈉，攪拌混合均勻后，加熱直至沸騰，保溫25min后，過濾得濾渣，將濾渣和秸稈纖維素按質(zhì)量比1:5混合均勻后，放入雙螺旋搓磨分絲機(jī)進(jìn)行搓磨，將得到的混合纖維輸入磨漿機(jī)中處理25min，得漿料，備用；分別稱取35g十六烷基三甲基溴化銨、70g去離子水、12g質(zhì)量分?jǐn)?shù)36%醋酸溶液、17g苯乙烯、17g丙烯酸丁酯，在450r/min轉(zhuǎn)速下攪拌混合25min得乳化液；再稱取55g魔芋粉加入到110mL去離子水，混合后加入到500mL三口燒瓶中，放入水浴鍋中，邊攪拌邊升溫至80℃，保溫?cái)嚢?5min，攪拌后冷卻至室溫，并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH為6.0，調(diào)節(jié)后向三口燒瓶中緩慢滴加上述乳化液，滴加速度為6mL/min，滴加后加入5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸銨溶液，加入后升溫至70℃并攪拌反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，出料，即可得表面施膠劑；最后將備用的漿料送入造紙機(jī)中進(jìn)行抄造，將抄造出的紙放入涂布機(jī)中，并將上述表面施膠劑按5g/m2進(jìn)行雙面施膠，施膠后自然風(fēng)干，將風(fēng)干后的紙樣放入干燥器中，在95℃溫度下快速干燥25s，干燥后即可得到高強(qiáng)度瓦楞原紙。
經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的高強(qiáng)度瓦楞原紙環(huán)壓指數(shù)達(dá)到10.25N·m/g，撕裂指數(shù)達(dá)到39.45mN·m2/g，平壓強(qiáng)度達(dá)到98N，邊壓強(qiáng)度達(dá)到764N/m。