专利名称：低重金属瓦楞纸板及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种瓦楞纸板及其生产工艺。
背景技术：
瓦楞纸板是重要的包装材料，它由面纸、里纸、芯纸和加工成波形瓦楞的瓦楞纸通过粘合而成，生产过程中因原料和用水，难免引入重金属，过量重金属对人体健康有一定危害，胎儿和婴儿受到的影响尤甚，它们可以导致产婴畸型，影响婴儿的身体和智力发育，破坏免疫系统，严重的导致癌症。过去对此要求不严格，关注也较少。随着联合国《重金属议定书》生效，作为各行各业重要包装材料的瓦楞纸板，对其重金属含量控制将作为一项重要的技术指标，该指标不但关系到瓦楞纸板本身的市场走向，也关系到被包装的商品市场走向，尤其对出口商品，如果包装材料瓦楞纸板重金属含量超标，该出口商品就有可能被进口国拒绝入境。因此开发重金属含量较低的瓦楞纸板已成为当务之急。
瓦楞纸板中的重金属主要来源于造纸过程中所使用的造纸原料、生产用水、化学助剂。
瓦楞纸板所用纸的原料较为复杂，废纸和麦草半化学浆是我国瓦楞原纸的主要纤维原料，例如《黑龙江造纸》2004，32(1)6-7“利用植物秸杆生产高强瓦楞原纸”一文描述的技术内容。但这类原料一般来说重金属含量较高，而国际上广泛采用半化学阔叶木浆作为生产瓦楞原纸的原料，这类原料重金属含量较低，但原料价格较高。
造纸过程中需用大量生产用水，生产用水又分为二部分，一部分是补充的新鲜生产用水，另一部分生产中循环用水。这二部分生产用水中都含有一定量重金属，尤以生产中循环用水重金属含量较高。
造纸过程中需用不同的化学助剂，为了降低生产成本，所用的化学助剂级别较低，一般为工业级。级别较低的化学助剂重金属含量较高。
发明内容
为提供一种低重金属含量的瓦楞纸板及其生产工艺，本发明提供以下技术方案。
低重金属瓦楞纸板的生产工艺，包括以下步骤a.用ZJSC重金属沉淀药剂处理生产用水，b.将经步骤a处理后的低重金属生产用水注入纸浆原料，混合成纸浆，c.向纸浆中加入胺羧类络合剂(例如EDTA、DTPA)，混合成含络合剂纸浆，静置沉淀，d.抄纸，压模，得到低重金属瓦楞原纸，e.利用低重金属瓦楞原纸生产低重金属瓦楞纸板。
优选的方案为步骤a中ZJSC的加入量的重量百分比为生产用水的0.5％～5％，添加了ZJSC的生产用水的pH值控制在3～10，处理时进行搅拌。搅拌的时间为3～20分钟，优选5～10分钟。
更优选ZJSC的加入量的重量百分比为生产用水的1％～2％。
更优选添加了ZJSC的生产用水的pH值控制在6～8。
优选步骤c中添加的胺羧类络合剂为EDTA，添加量为纸浆重量百分比的0.01％～1％，用EDTA处理后的纸浆pH值控制在3～10，处理时进行搅拌。搅拌时间为5～30分钟，优选10～20分钟。EDTA毒性小，价格低，效果最好，因此比DTPA更常用。
更优选EDTA的添加量为纸浆重量百分比的0.1％～0.5％。
最优选EDTA的添加量为纸浆重量百分比的0.2％。
优选用EDTA处理后的纸浆pH值控制在6～8。
优选对抄纸后的造纸废水用硫化钠或硫化氢进行处理。
优选加入的硫化钠或硫化氢为造纸废水重量百分比的0.5％～5％，用硫化钠或硫化氢处理后的造纸废水的pH值控制在3～10，处理时进行搅拌。搅拌时间2～30分钟，优选10～20分钟。
优选加入的硫化钠或硫化氢为造纸废水重量百分比的1％～2％。
优选用硫化钠或硫化氢处理后的造纸废水的pH值控制在5～9。
低重金属瓦楞纸板，由里纸、面纸、芯纸和波形瓦楞纸粘合而成，其特征在于波形瓦楞纸、里纸、面纸、芯纸是由上述低重金属瓦楞纸板的生产工艺的任一项所述的方法制得。
瓦楞纸板中的重金属源头有两大类，纸纤维原料中的重金属，是以化合物形式存在于纤维固相中；生产用水和化学助剂中的重金属，在造纸过程中存在于水相中。对纸纤维原料中重金属，在造纸制浆过程中在纸浆中加入胺羧类络合剂，优选EDTA(乙二胺四乙酸)络合剂，与纸纤维固相中的重金属络合成可溶性络合物，使其进入水相，以达到除去纸纤维中重金属目的。
生产用水中的重金属采用ZJSC重金属沉淀剂络合沉淀法除去。ZJSC是一种高分子化合物，能在常温及较宽的处理条件下与水中的重金属离子快速反应，生成不溶于水的螯合物，从而达到将重金属离子去除的效果。
ZJSC对重金属沉淀选择性Hg2+＞Ag+＞Cd2+＞Cu2+＞Pb2+＞Zn2+＞Ni2+＞Cr3+＞Fe2+＞Mn2+＞Fe3+
ZJSC特点ZJSC能与金属离子强力螯合，生成不溶于水的螯合盐，将废水中的重金属离子去除到十亿分之几(ppb)的排放标准，对络合形态的金属离子(如EDTA、NH3、酒石酸钾钠、柠檬酸、CN-以及其他络合剂)有特效。使用ZJSC无需对废水进行分类，只需直接以粉末的形式向水中投放，即可去除重金属污染物。污泥中的重金属不会再溶出，没有二次污染，污泥易于脱水。
因分别对纸浆和生产用水进行了脱重金属处理，抄纸后瓦楞原纸中的重金属含量大幅度下降，造纸废水中重金属含量增加，然后在造纸废水处理中加入硫化钠或硫化氢沉淀废水中的重金属，废水可作为生产用水循环使用，或按规定排放。
重金属硫化物的溶解度一般都比较小，HgS、CdS、PbS溶度积(KSP)分别为1×10-53、1×10-29、1×10-28。因此用硫化钠或硫化氢作沉淀剂也能有效地将重金属从水中除去。沉淀反应式如下
采用本发明公开的生产工艺技术制得的低重金属瓦楞纸板，其重金属含量符合联合国《重金属议定书》中的规定，其中铅含量≤100PPM、汞含量≤100PPM、镉含量≤5PPM。
采用这种工艺生产的低重金属瓦楞纸板，其产品技术性能指标如下耐破强度638～1961KPa边压强度4.5～10.0KN/m符合瓦楞纸板的一般强度要求。
图1为低重金属瓦楞纸板的生产工艺的流程图。
具体实施例方式
实施例1如图1所示，先用ZJSC粉剂处理生产用水，加入量为生产用水重量百分比的0.5％～5％，添加了ZJSC的生产用水的pH值控制在3～10，处理时进行搅拌。搅拌后过滤，除去重金属沉淀，得低重金属生产用水。向废纸、麦草等纸浆原料中注入生产用水，水的用量同一般的造纸工艺。打成纸浆后，再向纸浆中加入胺羧类络合剂，例如EDTA、DTPA，添加量为纸浆重量百分比的0.01％～1％，处理后的纸浆pH值控制在3～10，处理时进行搅拌，混合成含络合剂纸浆，静置沉淀后分层，分为水相和纸浆纤维，水相中含重金属络合物，抄纸，压模，得到低重金属瓦楞原纸，然后按常规的瓦楞纸的造纸程序利用低重金属瓦楞原纸生产低重金属瓦楞纸板。抄纸后剩下的含重金属络合物的造纸废水用硫化钠或硫化氢处理，反应后生成重金属沉淀污泥和低重金属循环生用水。
不同反应条件下瓦楞纸中重金属的去除情况详见表1。
表1
权利要求
1.低重金属瓦楞纸板的生产工艺，包括以下步骤a.用ZJSC重金属沉淀药剂处理生产用水，b.将经步骤a处理后的低重金属生产用水注入纸浆原料，混合成纸浆，c.向纸浆中加入胺羧类络合剂，混合成含络合剂纸浆，静置沉淀，d.抄纸，压模，得到低重金属瓦楞原纸，e.利用低重金属瓦楞原纸生产低重金属瓦楞纸板。
2.根据权利要求1所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于步骤a中ZJSC的加入量的重量百分比为生产用水的0.5％～5％，添加了ZJSC的生产用水的pH值控制在3～10，处理时进行搅拌。
3.根据权利要求2所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于ZJSC的加入量的重量百分比为生产用水的1％～2％。
4.根据权利要求2所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于添加了ZJSC的生产用水的pH值控制在6～8。
5.根据权利要求1所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于步骤c中添加的胺羧类络合剂为EDTA，添加量为纸浆重量百分比的0.01％～1％，用EDTA处理后的纸浆pH值控制在3～10，处理时进行搅拌。
6.根据权利要求5所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于EDTA的添加量为纸浆重量百分比的0.1％～0.5％。
7.根据权利要求5所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于EDTA的添加量为纸浆重量百分比的0.2％。
8.根据权利要求5所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于用EDTA处理后的纸浆pH值控制在6～8。
9.根据权利要求1所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于对抄纸后的造纸废水用硫化钠或硫化氢进行处理。
10.根据权利要求9所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于加入的硫化钠或硫化氢为造纸废水重量百分比的0.5％～5％，用硫化钠或硫化氢处理后的造纸废水的pH值控制在3～10，处理时进行搅拌。
11.根据权利要求10所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于加入的硫化钠或硫化氢为造纸废水重量百分比的1％～2％。
12.根据权利要求10所述的低重金属瓦楞纸板的生产工艺，其特征在于用硫化钠或硫化氢处理后的造纸废水的pH值控制在5～9。
13.低重金属瓦楞纸板，由里纸、面纸、芯纸和波形瓦楞纸粘合而成，其特征在于波形瓦楞纸、里纸、面纸、芯纸是由如权利要求1至12的任一项所述的方法制得。
全文摘要
本发明公开了一种低重金属瓦楞纸板及其生产工艺。主要是用ZJSC重金属沉淀药剂处理生产用水，再将处理后的低重金属生产用水注入纸浆原料，混合成纸浆，再向纸浆中加入胺羧类络合剂，混合成含络合剂纸浆，静置沉淀，抄纸，压模，得到低重金属瓦楞原纸，最后利用低重金属瓦楞原纸生产低重金属瓦楞纸板。用这种方法生产的低重金属瓦楞纸板，其重金属含量符合联合国《重金属议定书》精神和国家标准，其中铅含量≤100PPM、汞含量≤100PPM、镉含量≤5PPM。
文档编号D21H21/02GK1786338SQ2004100891
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月7日 优先权日2004年12月7日
发明者俞建虎 申请人:俞建虎