本发明属于造纸制浆技术领域,尤其涉及一种不干胶纸及其制备方法。
背景技术:
不干胶纸是用于印刷商标、标笺等的一类纸张,由于需要印刷和粘贴,因此在粘贴性能、抗水性和印刷方面有较高的要求。目前市场上销售的不干胶纸大多采用废纸浆或废纸浆内掺入部分机械浆抄纸而成。
中药渣是制药企业排出的固体废弃物,在垃圾处理中被明确归类为非危险废物,只要不产生二次污染,环保部门一般不做硬性处置规定。现有针对药渣的处理方法主要有填埋、堆肥化和焚烧等。填埋虽然成本低,简单方便,但随着每年大量药渣的产生,土地资源却越来越紧缺,所以一般大型中药厂都不会采用填埋法进行处理。
中药厂出来的药渣往往含水率很高,而通常焚烧炉要求焚烧物的含水率在30%以下,为了达到焚烧炉的焚烧要求,从而进一步提高焚烧炉的燃烧效率,通常焚烧前都需要烘干后再送入焚烧炉,总能耗较高。
目前堆肥化工艺主要分为无发酵装置和有发酵装置两种,无发酵装置堆肥工艺大多数是厌氧或自然通风半耗氧式简单堆肥,发酵周期长,无害化程度不高,卫生条件较差。由于无发酵装置占地面积大、发酵周期长的缺点,每天药渣产量在数十吨的大型制药厂很少采用。快速有发酵装置机械化(动态)好氧堆肥化,是最先进的堆肥化处理方法,具有堆肥周期短(3~7天),物料混合均匀,供氧效果好,机械化程度高等特点,但是设备投资高,且最终的肥料在实际推广中接受程度并不高,另外相对于焚烧法来讲,处理周期还是较长。
纵观以上各种药渣处理方法,都是继续耗能来减少二次污染。焚烧法作为一种高效且设备投资低的处理办法,仍然是国内制药行业的巨头哈药集团、华北制药、海正制药等企业的首选。
为了更好的解决中药渣的问题,实现垃圾资源的回收再利用,申请号为CN201510966873.2的中国专利提供了一种药渣纸及其制备方法和应用。该方法将灵芝药渣在盐水中浸泡20~24小时,然后采用搓丝机处理,再将药渣经过两次盘磨制得药渣浆,最后以5~25%的重量占比加入到聚乙烯醇中配成胶料用作纸张产品的表面施胶。
然而施胶剂胶料的使用量较少,实际生产中仍不能大量处理各种中药渣,且前期处理时间也较长,需要研究更快速高效的处理方法,真正实现将中药渣应用于造纸行业的大规模生产。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种不干胶纸及其制备方法,该不干胶纸以药渣为原料制备得到。
本发明提供了一种不干胶纸,由以下纤维原料制备得到;以绝干重量计,所述纤维原料包括:
中药药渣 5~48重量份;
针叶木浆 48~65重量份;
阔叶木浆 0~30重量份。
优选的,所述不干胶纸的克重为70~180gsm。
本发明还提供了一种不干胶纸的制备方法,包括以下步骤:
S1)将中药药渣粉末、针叶木浆、阔叶木浆与木纤维软化酶混合,进行碎解,然后加入碳酸钙与湿强剂搅拌后,继续碎解,得到碎解后的浆料;以绝干重量计,所述中药药渣粉末为4~48重量份;所述针叶木浆为50~65重量份;所述阔叶木浆的重量为0~30重量份;
S2)将所述碎解后的浆料进行磨浆处理,得到浆料;
S3)将所述浆料进行抄纸与施胶处理后,得到不干胶纸。
优选的,所述步骤S1)中中药药渣粉末的粒径为20~150μm。
优选的,所述碳酸钙的重量为针叶木浆与阔叶木浆总绝干质量的5%~10%;
所述木纤维软化酶的质量为中药药渣粉末、针叶木浆与阔叶木浆总绝干质量的0.1%~0.5%;
所述湿强剂的质量为中药药渣粉末、针叶木浆与阔叶木浆总绝干重量的0.2%~2%。
优选的,所述湿强剂为阳离子型聚苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯。
优选的,所述步骤S1)中进行碎解的时间为5~15min;搅拌的时间为30~60min;继续碎解的时间为15~25min。
优选的,所述磨浆处理时的磨浆浓度为3.0%~5.5%;所述浆料的叩解度为25~35°SR,pH为6.0~7.8。
优选的,所述步骤S3)中抄纸后喷涂超疏水剂;喷涂剂量为单面2~10gsm。
优选的,以中药药渣粉末、针叶木浆与阔叶木浆总绝干重量计,所述超疏水剂包括5%~10%的聚乙烯醇、1%~10%的疏水二氧化硅与1%~10%的聚苯乙烯。
本发明提供了一种不干胶纸及其制备方法,该不干胶纸的制备方法包括:S1)将中药药渣粉末、针叶木浆、阔叶木浆与木纤维软化酶混合,进行碎解,然后加入碳酸钙与湿强剂搅拌后,继续碎解,得到碎解后的浆料;以绝干重量计,所述中药药渣粉末为4~48重量份;所述针叶木浆为50~65重量份;所述阔叶木浆的重量为0~30重量份;S2)将所述碎解后的浆料进行磨浆处理,得到浆料;S3)将所述浆料进行抄纸与施胶处理后,得到不干胶纸。与现有技术相比,本发明将中药药渣直接作为纸浆原料加以回收利用,对中药渣的处理不需要额外特殊的设备,不用制药厂建造焚烧炉或进行土地填埋,直接变废为宝,节省了资源和成本,从根本上解决了大中型中药厂药渣的处理难题;并且经过实际抄纸实验,中药渣粉末制得的浆料在掺入适量木浆后制得的不干胶纸不仅全部符合产品质量标准,而且还具有艺术纸独特的视觉效果。
附图说明
图1为本发明实施例中得到的不干胶纸的照片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种不干胶纸,由以下纤维原料制备得到;以绝干重量计,所述纤维原料包括:
中药药渣 5~48重量份;
针叶木浆 48~65重量份;
阔叶木浆 0~30重量份。
本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制,为市售即可。
其中所述中药药渣为本领域技术人员熟知的中药药渣即可,并无特殊的限制,本发明中优选为灵芝药渣;以绝干重量计,所述中药药渣的含量优选为8~48重量份。
所述针叶木浆为本领域技术人员熟知的针叶木浆即可,并无特殊的限制;以绝干重量计,所述针叶木浆的含量优选为48~62重量份。
所述阔叶木浆为本领域技术人员熟知的阔叶木浆即可,并无特殊的限制;以绝干重量计,所述阔叶木浆的含量优选为20~30重量份。
按照本发明,所述不干胶纸的克重优选为70~180gsm,更优选为80~180gsm。
本发明还提供了一种上述不干胶纸的制备方法,包括以下步骤:S1)将中药药渣粉末、针叶木浆、阔叶木浆与木纤维软化酶混合,进行碎解,然后加入碳酸钙与湿强剂搅拌后,继续碎解,得到碎解后的浆料;以绝干重量计,所述中药药渣粉末为4~48重量份;所述针叶木浆为50~65重量份;所述阔叶木浆的重量为0~30重量份;S2)将所述碎解后的浆料进行磨浆处理,得到浆料;S3)将所述浆料进行上网抄纸与施胶处理后,得到不干胶纸。
其中,所述中药药渣、针叶木浆、阔叶木浆与不干胶纸均同上所述,在此不再赘述。
在本发明中,所述中药药渣粉末的粒径优选为20~150μm;所述中药药渣粉末的制备方法为本领域技术人员熟知的制备方法即可,并无特殊的限制,本发明中优选按照以下步骤得到:将中药药渣在干燥室中进行干燥,粉碎后得到中药药渣粉末;所述干燥室中烟气温度为400℃~500℃;所述干燥优选至中药药渣的含水率不高于20%。该方法快速有效,干燥后可直接一次性将中药药渣粉碎到需要的粒径。
将中药药渣粉末、针叶木浆、阔叶木浆与木纤维软化酶混合;所述木纤维软化酶的含量优选为中药药渣粉末、针叶木浆与阔叶木浆总绝干质量的0.1%~0.5%,更优选为0.3%~0.5%,再优选为0.3%;所述木纤维软化酶为本领域技术人员熟知的木纤维软化酶即可,并无特殊的限制,本发明中所述木纤维软化酶的密度优选为1.2~1.22g/ml;pH值优选为5.8~6.1;酶活性优选为1600~10000U/ml;在本发明中,更优选地,所述木纤维软化酶优选为天津市昌维生物科技有限公司生产的木纤维软化酶CWB-3505。
混合后,进行碎解;所述碎解的时间优选为5~15min,更优选为10~15min,再优选为10min。
然后加入碳酸钙与湿强剂搅拌;所述碳酸钙的重量优选为针叶木浆与阔叶木浆总绝干质量的5%~10%,更优选为8%~10%,再优选为10%;所述碳酸钙为本领域技术人员熟知的碳酸钙即可,并无特殊的限制,本发明中优选为粒径为90级的碳酸钙;所述湿强剂的质量优选为中药药渣粉末、针叶木浆与阔叶木浆总绝干重量的0.2%~2%,更优选为0.5%~2%,再优选为0.5%~1.5%,最优选为1%;所述湿强剂为本领域技术人员熟知的湿强剂即可,并无特殊的限制,本发明中优选为阳离子型聚苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯;所述搅拌的时间优选为30~60min,更优选为30~40min,再优选为30min;在本发明中,在搅拌之前优选先浸泡30~60min,更优选为30~40min,再优选为30min。
搅拌后,继续碎解;所述碎解的时间优选为15~25min,再优选为20~25min;所述碎解后的浆料的叩解度优选为15~20°SR;pH优选为6.0~7.85。
将所述碎解后的浆料进行磨浆处理,得到浆料;所述磨浆处理时磨浆浓度优选为3.0%~5.5%,更优选为3%~5%,再优选为3.5%~4%,最优选为3.5%;所述磨浆处理得到的浆料的叩解度优选为25~35°SR,pH优选为6.0~7.8;在本发明中所述磨浆处理根据需要可重复进行1~3次。
将所述浆料进行抄纸,在此过程中优选还加入施胶剂、增白剂与干强剂;所述施胶剂为本领域技术人员熟知的施胶剂即可,并无特殊的限制;所述施胶剂的含量优选为灵芝药渣粉末、针叶木浆和/或阔叶木浆总绝干质量的0.5%~2%,更优选为1.0%~1.5%,再优选为1.0%;所述增白剂为本领域技术人员熟知的增白剂即可,并无特殊的限制;所述增白剂的含量优选为灵芝药渣粉末、针叶木浆和/或阔叶木浆总绝干质量的0.1%~0.5%,更优选为0.1%~0.3%,再优选为0.1%;所述干强剂为本领域技术人员熟知的干强剂即可,并无特殊的限制;所述干强剂的含量优选为灵芝药渣粉末、针叶木浆和/或阔叶木浆总绝干质量的1.0%~5.0%,更优选为1.0%~3.0%,再优选为2.0%。
抄纸后优选进行烘干;在烘干过程中,优选喷涂超疏水剂;喷涂剂量优选为单面2~10gsm,更优选为单面2~6gsm,再优选为2~4gsm,最优选为2gsm;所述超疏水剂为本领域技术人员熟知的超疏水剂即可,并无特殊的限制,本发明中以中药药渣粉末、针叶木浆与阔叶木浆总绝干重量计,所述超疏水剂优选包括5%~10%的聚乙烯醇、1%~10%的疏水二氧化硅与1%~10%的聚苯乙烯,更优选包括8%~10%的聚乙烯醇、2%~8%的疏水二氧化硅与1%~5%的聚苯乙烯,再优选包括10%的聚乙烯醇、2%~4%的疏水二氧化硅与3%的聚苯乙烯,最优选包括10%的聚乙烯醇、2%的疏水二氧化硅与3%的聚苯乙烯。
最后进行施胶处理,优选还经过压光处理,得到不干胶纸。
本发明将中药药渣直接作为纸浆原料加以回收利用,对中药渣的处理不需要额外特殊的设备,不用制药厂建造焚烧炉或进行土地填埋,直接变废为宝,节省了资源和成本,从根本上解决了大中型中药厂药渣的处理难题;并且经过实际抄纸实验,中药渣粉末制得的浆料在掺入适量木浆后制得的不干胶纸不仅全部符合产品质量标准,而且还具有艺术纸独特的视觉效果。
为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种不干胶纸及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例中的检测方法如下:
碎浆浓度%的检测方法:GB/T5399-2004纸浆浆料浓度的测定;
碎浆浆度°SR的检测方法:GB/T 3332-2004浆料打浆度的测定法;
磨浆浓度%的检测方法:GB/T5399-2004纸浆浆料浓度的测定;
磨浆浆度°SR的检测方法:GB/T 3332-2004浆料打浆度的测定法;
磨浆后pH的检测方法:GB/T 13528-2015纸和纸板PH测定法。
实施例1~10
原料:某中药企业提供灵芝药渣20吨,含水率80%左右。
配比:8%破碎药渣粉末+62%针叶木浆+30%阔叶木浆;
16%破碎药渣粉末+54%针叶木浆+30%阔叶木浆;
24%破碎药渣粉末+56%针叶木浆+20%阔叶木浆;
32%破碎药渣粉末+48%针叶木浆+20%阔叶木浆;
48%破碎药渣粉末+52%针叶木浆。
1)灵芝药渣直接送入干燥室干燥,干燥室烟气温度400℃~500℃,每半小时测烘干料的含水率,控制进入干燥室的药渣量,保证烘干料的含水率不高于20%,干燥后一次性将中药渣粉碎到粒径20~150μm。
2)将针叶木浆或掺杂了阔叶木浆的混合浆加入步骤1)得到的灵芝渣粉末,然后加入灵芝药渣粉末、针叶木浆和/或阔叶木浆总绝干质量的0.3%的木纤维软化酶(天津市昌维生物科技有限公司生产的木纤维软化酶CWB-3505),碎解10min;然后加入粒径为90级的碳酸钙,添加量为针叶木浆和阔叶木浆绝干量的10%。
3)在步骤2)碎解后的浆料内加入灵芝药渣粉末、针叶木浆和/或阔叶木浆绝干总质量1%湿强剂PAE浸泡30min,搅拌30min后继续碎解20min,然后抽至磨浆槽,磨浆浓度3.5%,叩解度15~20°SR。
4)将磨浆槽的浆料送入磨浆机,进刀,让浆料过盘磨到下浆槽,叩解度25~30°SR。
5)磨浆机的浆料送入配料槽,加入灵芝药渣粉末、针叶木浆和/或阔叶木浆总绝干质量的0.5%的施胶剂AKD、0.1%的增白剂APC和2%的干强剂改性淀粉,上网抄纸,设定不干胶纸定量。
6)抄纸后在烘干工段喷涂超疏水剂,以中药药渣粉末、针叶木浆与阔叶木浆总绝干重量计,所述超疏水剂为10%PVA(聚乙烯醇)+2%疏水二氧化硅+3%聚苯乙烯,喷涂量为单面2gsm。
80gsm灵芝药渣不干胶制浆参数见下表1。
表1 80gsm灵芝药渣不干胶制浆参数
采用本发明的中药渣处理办法后得到的中药渣浆料可以作为造纸浆料使用,根据抄纸目标与其它植物造纸浆料掺杂混合使用。经过实验测试,中药渣浆料在造纸浆料中的使用量越多,则步骤3)的磨浆次数需要适应性增加,例如16%添加量药渣经过磨浆机磨1次,采用碎解、混合打浆上网抄造。32%添加量药渣经过磨浆机磨3次,采用碎解、混合打浆上网抄造。
80gsm药渣不干胶纸抄造参数见下表2,其它工艺参数和化学品均按照普通的80gsm不干胶纸抄纸技术进行。
表2 80gsm药渣不干胶纸抄造参数
180gsm药渣不干胶纸抄造参数见下表3,其它工艺参数和化学品均按照普通的180gsm不干胶纸抄纸技术进行。
表3 180gsm药渣不干胶纸抄造参数
产品质量指标见下表4。
表4 不干胶纸质量指标检测结果
由表4可知,本发明制备得到的不干胶纸符合不干胶纸质量标准。
本发明得到的不干胶纸的照片如图1所示。