提高吸水濾紙的濕強度和吸水性能的試驗研究

王建麗

（天津造紙廠有限公司 ，天津，300350）

前 言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對生活質(zhì)量和健康的要求愈來愈高。使用加濕器來增加室內(nèi)的濕潤度,調(diào)節(jié)居室的小氣候，尤其是北方干燥地區(qū),已成為許多家庭的選擇。但由于我國北方地區(qū)水質(zhì)偏硬,以往普通加濕器使用一段時間后，就會在家具表面形成一層白粉，這是由于水中的鈣鎂離子析出的緣故。而新型的純凈加濕器采用吸水濾紙為原料，加工成濾紙芯，可有效吸附水中鈣鎂離子和雜質(zhì)，再通過風(fēng)機，將純凈的水分子吹到空氣中，解決了長期困擾人們的“白粉”問題。加濕器工作時，吸水濾紙質(zhì)層的濾芯需要放置于水中的，要求濾紙有較高地吸水性能和濕抗張強度，以滿足加濕器的使用要求。

本文以進口木漿為原料，通過漿料篩選、纖維配比，控制打漿度、緊度和濕強劑添加，可明顯提高吸水濾紙濕強度和吸水性能。

1 實驗室試驗

1.1 試驗儀器設(shè)備

瓦賴打漿機

Frank抄片器

臥式電腦拉力機ZB-WL30

紙吸收性測定儀（克列姆式）

600mm斜長網(wǎng)造紙機

1.2 試驗工藝流程

（1）小試試驗工藝流程

紙漿疏解→打漿→配漿→抄片→干燥

（2）中試試驗工藝流程

紙漿疏解→打漿→配漿→貯漿→除砂→上網(wǎng)→脫水→干燥→卷取

1.3 測試方法

本試驗吸水性測定采用紙和紙板毛細(xì)吸水高度的測定方法，測試時間為10 min。

2 結(jié)果與討論

加濕器用吸水濾紙的吸水性能和濕強度是非常重要的性能指標(biāo)。而吸水性與其所采用的纖維原料性質(zhì)、打漿度、纖維配比和成紙緊度等有著很大關(guān)系。

2.1 打漿度對吸水性能的影響

試驗選用進口針葉木漿為原料，進行不同打漿度條件下濾紙的吸水性能試驗，試驗結(jié)果見表1。

實驗表明紙漿打漿度愈高,成紙的吸水高度愈低，這是因為隨著打漿度的提高，纖維潤漲和細(xì)纖維化程度增加，纖維的比表面積也增大，使得纖維結(jié)合緊密，抗張強度增大，吸水性隨之降低。根據(jù)吸水濾紙對吸水性能的要求，考慮采用游離狀打漿，打漿度控制在 18～20°SR 為宜。

表1 打漿度對吸水性能的影響

2.2 纖維配比對吸水紙性能的影響

采用100%針葉木漿抄造，其吸水性還不能達到使用要求，本實驗考慮加入適量比例的絲光化針葉木漿來提高吸水性能，實驗結(jié)果見表2。

實驗表明絲光化木漿加入量越大，濾紙吸水高度越高。其原因是纖維經(jīng)絲光化處理后，纖維的雜細(xì)胞和細(xì)小纖維被溶出，纖維表面也更加光滑，成紙后纖維間接觸面積減小，孔隙率增大，吸水性提高，同時濾紙抗張強度指標(biāo)呈下降趨勢。根據(jù)吸水濾紙的使用要求，絲光化木漿加入量20%左右較好，可以達到技術(shù)指標(biāo)要求。

表2 纖維配比對吸水性能的影響

2.3 緊度大小對吸水濾紙吸水性能的影響

為進一步研究成紙緊度對吸水性能的影響，本試驗對于抄制出的濕紙頁先用壓力機以不同壓力進行壓榨，然后再進行自然烘干，試驗結(jié)果表明，隨著壓力逐漸增大，吸水性能呈下降趨勢；壓力加大后，纖維之間的結(jié)合力增大，成紙的緊度變大，抗張強度提高，但造成紙的孔隙率降低，吸水高度也隨著降低，見表3；抄制吸水濾紙，緊度控制在0.30 g/cm3以下為宜。在實際生產(chǎn)抄造中可通過調(diào)節(jié)壓榨壓力和毛毯張力來控制紙張的緊度，達到良好的吸水性。

表3 緊度大小對吸水濾紙吸水性能的影響

2.4 濕強劑的添加和加入量對吸水濾紙濕強度和吸水性能的影響

濕強度是紙張在水中浸漬一定時間后的濕強度，以潤濕后的實際強度表示。一般未經(jīng)濕強劑處理的紙張，經(jīng)水浸潤后強度損失90%～96%，所以需通過添加濕強劑來達到較高的濕強度要求。

目前，聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（PAE）是最常用的濕強劑，該濕強劑可在中性和堿性條件下使用，易被纖維吸收，成紙的濕強度高，且損紙回收處理工藝簡單，處理時間短，不需要增加設(shè)備，操作方便。

試驗結(jié)果表明，隨著PAE加入量增加，濕強度明顯提高，同時干強度也提高，但隨著用量增加，加入量達到1.5%左右時，濕強度增加趨于平緩。根據(jù)吸水紙使用要求，濕強劑加入量在1.2%～1.5%之間為宜。試驗結(jié)果見表4

表4 濕強劑的加入量對吸水濾紙濕強度和吸水性能的影響

2.5 中試抄造試驗

根據(jù)實驗室小試驗確定的工藝條件，進行上機抄造試驗，中試結(jié)果與實驗室小試結(jié)果基本一致見表5。

表5 中試試驗數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

（1）采用進口針葉木漿與絲光化木漿混合配抄吸水濾紙，通過控制打漿度與成紙緊度，可獲得較好的吸水性能。其最佳打漿度為18～20°SR，緊度控制在0.30 g/cm3以下為宜。

（2）通過添加聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（PAE）可有效提高吸水濾紙的濕強度，且不影響紙的吸水性能，其加入量控制在1.2%～1.5%之間。