[發明專利]一種用秸稈制作包裝材料的方法

無效

• 申請號: 201010147158.3
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN101987473A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 張新愛;張小軍;關潤伶;張俊紅;熊飛;陳冬梅;袁媛;劉龍
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: B27K9/00
• 分類號: B27K9/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本發明屬于包裝材料技術領域，主要涉及的是一種用秸稈制作包裝材料的方法。?

背景技術

我國每年秸稈產量達6.4億噸，其中玉米秸稈1.7億噸。目前，42％的玉米秸稈直接還田或過腹還田，30％作農用燃料，8％作工業或其它用途，剩余20％還未被利用。?

我國木材資源缺乏，農業廢棄物秸稈一直是造紙工業的重要原料。傳統的機械法制漿帶來的高能耗和化學制漿造成的環境污染問題促使造紙工作者不斷進行新的清潔制漿方法嘗試。生物制漿因其環境友好性而得到許多研究者的關注，但這種方法往往需要相對較長的處理周期，比較費時，且由于缺乏穩定提供商業酶的廠家，這一良好發展前景的技術的應用受到限制。蒸汽爆破制漿技術由于其較高的紙漿得率，較低的生產成本和低污染等優點，目前在東北、華北等地已有一定的生產線投入使用，但其制漿所得粗料存在夾生現象，嚴重時不能進行磨漿處理而必須返回重新蒸煮，因此相當多的廠家生產使用效果不盡如人意。?

發明內容

本發明的目的是提出一種用秸稈制作包裝材料的方法。解決傳統造紙工藝污染環境、制造成本高的問題，達到節水、利廢的目的，實現潔凈生產。是一種經濟、環保型包裝材料生產工藝。?

本發明實現上述目的采用的技術方案是：以玉米秸稈和堿液活化劑為主要原料，采用化學預處理與機械磨漿相結合的方法生產包裝材料，其中：化學預處理采用堿液活化劑浸漬玉米秸稈和加溫蒸養相結合的方法，浸漬液濃度1.5-2.0％，固液比1∶6-1∶7，浸漬時間1-2h；預浸后，濾出50％水分，在90-120℃溫度下蒸養，保溫時間45-120min；蒸養后的秸稈用壓濾機進行壓濾，廢液作為下一輪活化的預?浸液進行回用；隨后再對秸稈進行3-4次的洗滌-壓濾循環，洗滌液分別收集，第1-2次洗滌液作為下一輪活化的預浸液，第3-4次洗滌液作為下一輪洗滌液；經化學預處理后的秸稈采用高濃盤磨機進行研磨；磨制好的漿料在紙業成型器上成型。?

本發明所述堿液活化劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。由于氫氧化鉀成本高，故選用價廉易得的氫氧化鈉作活化劑。?

本發明所述玉米秸稈和堿活化劑的質量比為：玉米秸稈86.0-91.0％，堿活化劑9.0-14.0％。?

本發明所述玉米秸稈為經皮穰分離，風干至水分含量10％左右，粉碎至3-5厘米的外皮(用玉米秸稈皮穰分離機進行皮穰分離)，外皮的主要成份是纖維素和木質素，它強度高、韌性好是造紙的上好原料。剝離出的玉米秸稈的髓和葉含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、半纖維素和糖等，是育畜的優良飼料。其化學成分見圖2。?

本發明堿液活化劑選用氫氧化鈉對秸稈進行常溫浸泡。氫氧化鈉有利于提高成漿的物理強度，可以打開纖維素、半纖維素和木質素之間的酯鍵，使纖維膨脹，從而降低磨漿能耗。活化劑濃度不宜過高或過低，過高，成本高且紙漿得率低；過低，活化效果不好，將使磨漿困難，因此確定濃度為1.5-2.0％。固液比確定為1∶6-1∶7，固液比太小預浸效果不好，磨漿困難，太大時用堿量增加，紙漿得率低。?

本發明所述的加溫蒸養方法為常規的方法。所述的高濃盤磨機為現有設備。?

本發明分別對預浸用氫氧化鈉的濃度及浸泡時間做了如下實驗。常溫(25℃)下，采用固液比1∶6，分別用濃度為1.0％、1.5％、2.0％的氫氧化鈉浸泡玉米秸稈，實驗結果表明，氫氧化鈉濃度為1.0％時，磨漿困難，用1.5％、2.0％濃度浸泡磨漿效果好，因此確定浸泡液濃度為1.5-2.0％。用濃度為1.5％的浸泡液分別對原料浸泡0.5h，1.0h，1.5h，2.0h，發現浸泡時間少于1.0h時，磨漿困難。為了使浸泡液能充分滲透到原料中，浸泡時間確定為1～2h，浸泡時間應大于1.0h。?

本發明蒸養指的是原料浸泡后，濾出50％水分，在蒸壓釜(最高釜溫200℃，釜壓0-1MPa)中蒸養，用正交實驗法確定了最佳預處理溫度及時間，即在90-120℃溫度下蒸養，溫度低于90℃活化效果不好，溫度高于120℃紙漿得率降低。保溫時間45-120min，保溫時間少于45min，影響活化效果，磨漿困難，超過120min則?使紙漿得率降低。?

在化學預處理階段影響紙漿得率的因素主要有浸漬液濃度、蒸養溫度及保溫時間等。根據前期實驗情況，對上述三因素各選取三個水平按L₉(3³)進行正交試驗。因素水平、正交試驗結果見圖1。?

由圖1可知，因素A的極差值最大，其次是因素C和因素B，即浸漬液濃度是影響玉米秸稈紙漿得率的主要因素，其次是保溫時間和蒸養溫度。?