一种耐火防虫包装纸板的制备方法 |
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| 申请号 | CN201710649333.0 | 申请日 | 2017-08-02 | 公开(公告)号 | CN107366191A | 公开(公告)日 | 2017-11-21 |
| 申请人 | 合肥龙发包装有限公司; | 发明人 | 林悦敏; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种耐火防虫 包装 纸板的制备方法，其特征在于，包括以下方面：（1）原料处理，分别使用氢 氧 化钠和 盐酸 溶液对浆料液处理；（2）蒸煮，加入 硅 酸钠和 硼 酸锌进行蒸煮；（3）浓缩，将蒸煮浆料液浓缩至原体积1/4；（4）制浆，向浆料浓缩液中加入添加剂a和添加剂b，制成纸浆浆料；（5）上网成型，向成型网中打浆，并在纸浆 中间层 喷涂 添加剂a。本发明所制得包装纸板，相对对照组纸板，耐火性提高17S，耐压强度提高634kPa，表面粗糙度降低12.2um，耐折度提高4次。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种耐火防虫包装纸板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种耐火防虫包装纸板的制备方法技术领域[0001] 本发明属于包装纸加工技术领域，具体涉及一种耐火防虫包装纸板的制备方法。 背景技术[0002] 由纸品加工而成的包装纸箱，由于其成本低廉、易于包装、运输便捷、色彩丰富等特点，被广泛应用于食品、医药、服装、化工、机械等领域，已成为生产和生活、工业重要的包装材质。而制成包装盒的纸板分为白板纸、黄板纸、牛皮纸板、瓦楞纸板等，一般使用木材和草谷秸秆等加工而成，具有较好的耐折性和抗压性能，并具有缓冲和抗震作用，可减少外界冲击力对内部包装品造成的损伤；目前，纸板包装材料占据包装市场份额在50%以上。但是，包装纸板的主要制造原料为植物纤维等成分，其特性为耐火性能差，遇到明火易燃烧，导致包装产品遭受火灾损失，并且会扩大火灾面积；包装纸箱其木质化成分结构，长期放置于阴暗潮湿环境中，纸箱容易吸附水分和霉菌，形成霉变，并且会引起以木质为食的白蚁等害虫的侵害，包装纸箱保存性能丧失，内部包装储存品也会受到害虫的侵害，造成物品及经济损失。 发明内容[0003] 本发明针对现有的问题：防火性能，包装纸板主要成分为植物纤维成分，其耐火性能差，遇明火后易燃，导致包装产品遭受火灾损失，并且会扩大火灾受灾面积，造成更大的人员及经济损失。防虫防霉性能，包装纸板中纤维素成分易吸收周围环境中水分和霉菌，纸板中水分含量增加达到霉菌适宜繁殖条件，会造成包装纸箱发生霉变；而其木质化成分结构，很容易招致白蚁、蟑螂等害虫的侵害，造成包装纸箱保存时间短、密封性差，内部包装品发生霉变、虫蛀等侵害，造成物品和经济损失；而采用樟脑丸等防虫药剂，其异味重、安全性低，有效周期有限，不能起到长期防虫作用。为解决上述问题，本发明提供了一种耐火防虫包装纸板的制备方法。 [0004] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐火防虫包装纸板的制备方法，包括以下步骤： （1）原料处理：将原料粉碎混合，芦苇、稻壳、干竹叶等作为包装纸板的主要加工原料，将废弃物重新利用，并且原料来源广、成本低，可降低包装纸板的加工成本14.5%，并且加入其质量6-8倍的水，在46-49℃温度下搅拌混合15-18min，制得浆料液；先向浆料液中加入氢氧化钠溶液进行碱化处理，然后加入盐酸溶液至pH 5.5-6.0进行酸化处理，再加入氢氧化钠溶液中和后制得处理浆料液；其具有强酸强碱性，可对纤维素附着的蛋白质和多糖成分起到变性脱落，提高原料成分纤维含量，增加纸板耐压力强度； （2）蒸煮：向处理浆料液中加入其质量5%-7%的硅酸钠和其质量1%-2%的硼酸铝，置于 77-82℃温度下蒸煮40-50min，冷却后制得蒸煮浆料液；将硅酸钠和硼酸铝在水中形成离子状态，纤维成分可对其吸附，具有提高纸板的耐火性能； （3）浓缩：将蒸煮浆料液浓缩至原体积1/4，制得浆料浓缩液； （4）制浆：向浆料浓缩液中加入其质量5%-6%的添加剂a，置于反应釜中在114-119℃下加热35-40min，过加热分散作用在浆料液中形成稳定、分散的络合物质，具有耐火、抗菌除虫、提高表面光滑度等作用，然后向浆料浓缩液中加入添加剂b，其颗粒度小，可填充至纤维间隙、并依附在纤维四周，具有阻燃，提高表面光滑度和光反射作用，在2100-2300转/min打浆机中搅拌25-30min，制得纸浆浆料； （5）上网成型：按照成型网容量50%的量打入纸浆浆料，并在纸浆层喷涂添加剂a，在包装纸板中间形成隔绝层，提高耐火和防潮作用，然后将成型网缓慢打满纸浆浆料，经压榨、烘干后制得包装纸板。 [0005] 步骤（1）所述的原料，其各配制成分质量计份为：芦苇37-43份、稻壳21-25份、干竹叶11-14份、椰子纤维6-8份、竹屑5-8份、葛根纤维3-7份。 [0006] 步骤（1）所述的碱化处理，其中氢氧化钠加入量为水质量的 5%-6%，氢氧化钠溶液质量浓度为2%-3%，时间34-38min。 [0007] 步骤（1）所述的酸化处理，其中盐酸溶液加入量为水质量的7%-9%，盐酸溶液质量浓度为4%-5%，时间25-30min。 [0008] 步骤（4）所述的添加剂a，其配制方法为：按照质量计份称取聚乙烯醇14-17份、羧甲基纤维素7-9份、石棉粉12-14份、甲壳粉10- 13份、贝壳粉6-8份、印楝粉1-2份、除虫菊粉1-2份，先将聚乙烯醇和羧甲基纤维素搅拌混合，水浴加热至40-45℃依次加入其它配制成分，再加入总质量8%-10%的去离子水在76-79℃加热35-40min，冷却后制得添加剂a。 [0010] 本发明相比现有技术具有以下优点：原料组成，以芦苇、稻壳、干竹叶等作为包装纸板的主要加工原料，将废弃物重新利用，并且原料来源广、成本低，可降低包装纸板的加工成本14.5%；并且加入葛根纤维、椰子纤维和竹屑，增加纤维之间的交付作用，可提高包装纸板的撕裂力和耐压强度。酸碱处理，通过向水中加入氢氧化钠和盐酸，其具有的强酸强碱性可使原料纤维外部附着的蛋白质和多糖等成分变性，从而提高原料的纤维化程度，提高成品包装纸板的耐压强度和纸箱的抗压力性能。防火性能，将硅酸钠和硼酸铝溶于水中，其在水中形成离子状态，原料中的纤维成分可对其吸附，而硅酸钠和硼酸铝具有的耐火性可提高纸板的耐火性能；向浓缩浆料液中加入添加剂a，通过配制后形成稳定的膜剂溶液状态，加入浆料浓缩液后添加剂a中各成分与浆料溶液相互融合，通过加热分散作用在浆料液中形成稳定、分散的络合物质，其成分中石棉粉和贝壳粉具有较强的阻燃性能，甲壳粉、印楝粉和除虫菊粉具有较强的杀菌除虫作用，可提高包装纸板的耐火阻燃、抗菌杀虫、包装制品表面平滑性以及耐压力强度等性质；在纸浆上网成型时，在纸浆中间层喷涂添加剂a，在包装纸板中间部分形成膜，起到隔绝保护作用，提高包装纸板的耐火性、杀菌除虫和防潮性能。添加剂b成分，采用纳米级二氧化钛和氧化铝加入至浆料浓缩液中，其颗粒度小，可填充至纤维间隙、并依附在纤维四周，可提高包装纸板的平滑性，其性质状态稳定具有阻燃作用，并且可提高包装纸板光线反射，降低包装内部温度。 具体实施方式[0011] 实施例1：一种耐火防虫包装纸板的制备方法，包括以下步骤： （1）原料处理：将原料粉碎混合，芦苇、稻壳、干竹叶等作为包装纸板的主要加工原料，将废弃物重新利用，并且原料来源广、成本低，可降低包装纸板的加工成本14.5%，并且加入其质量6倍的水，在47℃温度下搅拌混合16min，制得浆料液；先向浆料液中加入氢氧化钠溶液进行碱化处理，然后加入盐酸溶液至pH 5.5-6.0进行酸化处理，再加入氢氧化钠溶液中和后制得处理浆料液；其具有强酸强碱性，可对纤维素附着的蛋白质和多糖成分起到变性脱落，提高原料成分纤维含量，增加纸板耐压力强度； （2）蒸煮：向处理浆料液中加入其质量5.4%的硅酸钠和其质量1.3%的硼酸铝，置于78℃温度下蒸煮42min，冷却后制得蒸煮浆料液；将硅酸钠和硼酸铝在水中形成离子状态，纤维成分可对其吸附，具有提高纸板的耐火性能； （3）浓缩：将蒸煮浆料液浓缩至原体积1/4，制得浆料浓缩液； （4）制浆：向浆料浓缩液中加入其质量5.3%的添加剂a，置于反应釜中在115℃下加热 36min，过加热分散作用在浆料液中形成稳定、分散的络合物质，具有耐火、抗菌除虫、提高表面光滑度等作用，然后向浆料浓缩液中加入添加剂b，其颗粒度小，可填充至纤维间隙、并依附在纤维四周，具有阻燃，提高表面光滑度和光反射作用，在2150转/min打浆机中搅拌 26min，制得纸浆浆料； （5）上网成型：按照成型网容量50%的量打入纸浆浆料，并在纸浆层喷涂添加剂a，在包装纸板中间形成隔绝层，提高耐火和防潮作用，然后将成型网缓慢打满纸浆浆料，经压榨、烘干后制得包装纸板。 [0012] 步骤（1）所述的原料，其各配制成分质量计份为：芦苇39份、稻壳22份、干竹叶12份、椰子纤维6.5份、竹屑5.7份、葛根纤维4份。 [0013] 步骤（1）所述的碱化处理，其中氢氧化钠加入量为水质量的 5.4%，氢氧化钠溶液质量浓度为2.4%，时间35min。 [0014] 步骤（1）所述的酸化处理，其中盐酸溶液加入量为水质量的7.2%，盐酸溶液质量浓度为4.4%，时间26min。 [0015] 步骤（4）所述的添加剂a，其配制方法为：按照质量计份称取聚乙烯醇15份、羧甲基纤维素7.2份、石棉粉12.5份、甲壳粉11份、贝壳粉6.5份、印楝粉1.4份、除虫菊粉1.2份，先将聚乙烯醇和羧甲基纤维素搅拌混合，水浴加热至42℃依次加入其它配制成分，再加入总质量8.5%的去离子水在77℃加热36min，冷却后制得添加剂a。 [0016] 步骤（4）所述的添加剂b，其中纳米级二氧化钛与纳米级氧化铝质量配比为1:2，其加入量为浆料浓缩液质量的1.3%。 [0017] 实施例2：本实施例2与实施例1比较，步骤变化在以下方面： 步骤（1）所述的原料，其各配制成分质量计份为： 芦苇41份、稻壳23份、干竹叶13份、椰子纤维7.6份、竹屑6.5份、葛根纤维5份。 [0018] 步骤（1）所述的碱化处理，其中氢氧化钠加入量为水质量的 5.7%，氢氧化钠溶液质量浓度为2.6%，时间36min。 [0019] 步骤（1）所述的酸化处理，其中盐酸溶液加入量为水质量的8.4%，盐酸溶液质量浓度为4.7%，时间28min。 [0020] 步骤（2）蒸煮，其参数为：向处理浆料液中加入其质量6.5%的硅酸钠和其质量1.8%的硼酸铝，置于81℃温度下蒸煮47min。 [0021] 步骤（4）所述的添加剂a，其加入量为浆料浓缩液的5.8%，在117℃下加热39min。 [0022] 步骤（4）所述的添加剂a，其配制方法为：按照质量计份称取聚乙烯醇16份、羧甲基纤维素8.2份、石棉粉13.5份、甲壳粉12.7份、贝壳粉7.6份、印楝粉1.8份、除虫菊粉1.6份，先将聚乙烯醇和羧甲基纤维素搅拌混合，水浴加热至44℃依次加入其它配制成分，再加入总质量9.2%的去离子水在78℃加热38min，冷却后制得添加剂a。 [0023] 步骤（4）所述的添加剂b，其中纳米级二氧化钛与纳米级氧化铝质量配比为1:2，其加入量为浆料浓缩液质量的1.7%。 [0024] 对比1：本对比1与实施例1比较，未进行步骤（1）中酸化处理和碱化处理，其他步骤与实施例1相同。 [0025] 对比2：本对比2与实施例1比较，未进行步骤（2）中硅酸钠和硼酸铝使用，其他步骤与实施例1相同。 [0026] 对比3：本对比3与实施例2比较，未进行步骤（4）中添加剂a使用，其他步骤与实施例2相同。 [0027] 对比4：本对比4与实施例2比较，未进行步骤（4）中添加剂b使用，其他步骤与实施例2相同。 [0028] 对比5：本对比5与实施例2比较，未进行步骤（5）中纸浆中间层喷涂添加剂a，其他步骤与实施例2相同。 [0029] 对照组：对照组原料经打浆、浓缩、上网成型、烘干制成包装纸板，未进行原料处理、蒸煮、制浆及纸浆中间层喷涂添加剂a。 [0030] 对实施例1、实施例2、对比1、对比2、对比3、对比4、对比5及对照组实施方案，统计包装纸板耐火性、耐压力强度、表面粗糙度、耐折度进行比较。 [0031] 耐火性：将包装纸板置于酒精灯上方，进行点火计算点燃时间。 [0032] 实验数据：项目 耐火性S 耐压力强度kPa 表面粗糙度um 耐折度（次） 实施例1 43 2417 23.4 9 实施例2 41 2425 22.1 8 对比1 43 2203 23.7 6 对比2 40 2394 23.1 9 对比3 34 2291 26.8 6 对比4 39 2328 29.3 6 对比5 36 2313 22.4 8 对照组 26 1783 35.6 5 综合结果：本发明所制得包装纸板，相对对照组纸板，耐火性提高17S，耐压强度提高 634kPa，表面粗糙度降低12.2um，耐折度提高4次。使用酸碱处理方法，可提高耐压强度为 214kPa，耐折度提高2次；使用添加剂a和纸浆中间喷涂，可提高包装纸板耐火性7S、5S，耐压强度提高134kPa、112kPa，表面粗糙度降低4.7um、7.2um。 |
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