薄頁(yè)紙起皺新方法的研究與應(yīng)用

甘木林

（福建省晉江優(yōu)蘭發(fā)紙業(yè)有限公司， 福建 晉江 362201）

薄頁(yè)紙起皺新方法的研究與應(yīng)用

甘木林

（福建省晉江優(yōu)蘭發(fā)紙業(yè)有限公司， 福建 晉江 362201）

產(chǎn)品一方面通過(guò)加入起皺促進(jìn)組合物，粘合助劑和粘合抑制劑等物質(zhì)，改善薄頁(yè)紙的性能；另一方面通過(guò)改變對(duì)楊克烘缸的粘合力和起皺百分比以改進(jìn)所得產(chǎn)品的柔軟性，使起皺產(chǎn)品獲得益處。通過(guò)該項(xiàng)目研究的方法制成的皺紋薄頁(yè)紙制品能用于高強(qiáng)、柔軟紙產(chǎn)品如衛(wèi)生紙和面巾紙等，用途廣泛，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。

薄頁(yè)紙；起皺；楊克烘缸

薄頁(yè)紙是定量在22g/m2以下的一類(lèi)紙的統(tǒng)稱(chēng)，紙質(zhì)薄而柔軟，可用任何漿料(包括廢紙漿)在造紙機(jī)上抄造而成。薄頁(yè)紙用途廣泛，包括衛(wèi)生紙、薄頁(yè)包裝紙、郵封紙、薄頁(yè)有光紙、蠟紙?jiān)埖?。長(zhǎng)期以來(lái)許多造紙企業(yè)采用起皺劑和起皺化學(xué)來(lái)達(dá)到薄頁(yè)紙起皺的效果，但是該方法已無(wú)法順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，進(jìn)而我司研究了一種新的薄頁(yè)紙起皺方法。

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)一種由干起皺工藝制備的皺紋薄頁(yè)紙，紙幅首先成型在長(zhǎng)網(wǎng)上，在長(zhǎng)網(wǎng)上除去用以分散纖維漿的多余的水；然后在壓榨段，將紙幅轉(zhuǎn)移至一毛毯或織物上，在半干狀態(tài)用粘合劑將其固定在楊克烘缸上，達(dá)到基本干燥狀態(tài)后將其轉(zhuǎn)移至楊克烘缸表面起皺。通常，楊克烘缸表面的天然圖層會(huì)引起產(chǎn)品外觀(guān)和性能變差，并且紙頁(yè)的強(qiáng)度低，干擾操作，使得難以卷成足以整齊的無(wú)褶皺卷。

1 項(xiàng)目技術(shù)難點(diǎn)及工藝流程

1.1 核心內(nèi)容

薄頁(yè)紙起皺技術(shù)研發(fā)主要研究一種干起皺工藝制備皺紋薄頁(yè)紙的方法，即在楊克烘缸上使用蒸汽加壓完成紙幅的干燥，并在起皺過(guò)程中加入造紙纖維和可降解的起皺促進(jìn)組合物，同時(shí)添加粘合力助劑補(bǔ)充楊克烘缸的粘合力，提高紙幅強(qiáng)度。

1.2 技術(shù)難點(diǎn)

利用起皺促進(jìn)組合物進(jìn)行薄頁(yè)紙起皺，需要分析各種起皺促進(jìn)組合物原料特性和配比問(wèn)題，因此如何合理投加起皺促進(jìn)組合物是改變起皺百分比，改善產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。

項(xiàng)目單獨(dú)向處于稀釋?xiě)腋∫籂顟B(tài)的造紙漿中加入起皺促進(jìn)組合物的成分，在加入陽(yáng)離子淀粉之前加入化學(xué)粘合抑制劑，使起皺組合物的性能最佳。起皺助劑可以直接施加至干燥表面上，或可以直接施加至接觸干燥表面的纖維結(jié)構(gòu)的那部分表面上。

1.3 工藝流程

1.3.1 起皺促進(jìn)組合物添加路線(xiàn)

添加起皺促進(jìn)組合物→形成造紙纖維的含水漿→脫水→形成紙胚→形成半干紙幅→在楊克烘缸表面繼續(xù)干燥至基本干燥狀態(tài)→除去干紙幅→將皺紋紙幅卷成卷。

1.3.2 薄頁(yè)紙生產(chǎn)路線(xiàn)

1.4 技術(shù)成果的先進(jìn)性、成熟性

公司開(kāi)發(fā)的薄頁(yè)紙，成紙定量、緊度、白度、裂斷長(zhǎng)和撕裂指數(shù)等方面均較國(guó)內(nèi)的薄頁(yè)紙指標(biāo)更好。國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠(chǎng)家薄頁(yè)包裝紙技術(shù)性能指標(biāo)對(duì)比分析表見(jiàn)表1。

項(xiàng)目起皺刮刀對(duì)著楊克烘缸設(shè)置，沖擊角為80°-85°。研發(fā)的薄頁(yè)紙應(yīng)達(dá)到GB/T 22813-2008中14g合格品的要求，如表2規(guī)定。

項(xiàng)目使用起皺促進(jìn)組合物進(jìn)行薄頁(yè)紙的生產(chǎn)，產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到GB/T 22813-2008中14g合格品的要求。開(kāi)發(fā)一種新的薄頁(yè)紙起皺方法，包括添加造紙纖維和改善起皺促進(jìn)組合物。該起皺促進(jìn)組合物具有提高生產(chǎn)率的潛力。通過(guò)使用粘合抑制劑、陽(yáng)離子淀粉和羧甲基纖維素可得到既具有強(qiáng)度又具有柔軟性的皺紋薄頁(yè)紙。成紙健康、環(huán)保，對(duì)人體無(wú)危害，柔軟性好。項(xiàng)目紙品緊度好，強(qiáng)度高，柔軟性好。經(jīng)科學(xué)技術(shù)部西南技術(shù)中心查新中心查新，在國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)中未見(jiàn)相同的文獻(xiàn)報(bào)道，該新產(chǎn)品屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)。

表1 薄頁(yè)包裝紙技術(shù)性能指標(biāo)對(duì)比分析

表2

2 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 研究?jī)?nèi)容

項(xiàng)目采用楊克式烘缸，借助使用熱空氣循環(huán)干燥罩，將起皺刮刀對(duì)著楊克式烘缸設(shè)置，使刮刀和烘缸表面間產(chǎn)生一沖擊角，便于除去烘缸表面積累的雜質(zhì)和過(guò)量的涂層。項(xiàng)目采用再生漿和長(zhǎng)纖維漿為原料制備紙漿，并在稀釋紙漿中加入起皺促進(jìn)組合物，促進(jìn)紙幅起皺過(guò)程，起皺過(guò)程包括：將配料沉積在帶孔表面如長(zhǎng)網(wǎng)上，并且通過(guò)重力脫水，壓榨，以及蒸發(fā)而從該配料中除去水；將半干狀態(tài)的紙頁(yè)粘結(jié)到楊克烘缸的表面，通過(guò)蒸發(fā)完成脫水至基本干燥狀態(tài)，用柔性起皺刮刀從楊克烘缸上除去紙幅，在卷軸上將生成的紙幅卷成卷。通常，楊克烘缸表面的天然圖層會(huì)使得產(chǎn)品外觀(guān)和性能差，紙頁(yè)的強(qiáng)度低，干擾操作，從而難以卷成足已整齊的無(wú)折皺的卷。對(duì)此，項(xiàng)目在薄頁(yè)紙起皺過(guò)程中加入粘合力促進(jìn)劑來(lái)補(bǔ)充粘合力。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

在產(chǎn)品試制過(guò)程中，針對(duì)薄頁(yè)紙起皺特性對(duì)薄頁(yè)紙的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的調(diào)整和嘗試。

2.2.1 楊克烘缸優(yōu)化

采用揚(yáng)克式烘缸，借助使用熱空氣循環(huán)的干燥罩，其設(shè)置在揚(yáng)克式烘缸上方，以便進(jìn)一步促進(jìn)干燥操作；至少一個(gè)懸掛噴淋器與揚(yáng)克式烘缸并置。將起皺刮刀對(duì)著揚(yáng)克式烘缸設(shè)置，以便使刮刀和烘缸表面之間產(chǎn)生一沖擊角?？梢允褂萌芜x的清洗刮刀，以便從揚(yáng)克式烘缸的表面上除去積累的雜質(zhì)和過(guò)量的涂層。

2.2.2 起皺工藝優(yōu)化

開(kāi)發(fā)一種由干起皺工藝制備的皺紋薄頁(yè)紙，紙幅首先成形在多孔的成形載體如長(zhǎng)網(wǎng)上，在長(zhǎng)網(wǎng)上除去用以分散纖維漿的多余的水；然后在所謂壓榨段，將紙幅轉(zhuǎn)移至一毛毯或織物上，在半干狀態(tài)用粘合劑將其固定在楊克烘缸上，達(dá)到基本干燥狀態(tài)后將其轉(zhuǎn)移至楊克烘缸表面起皺。由于纖維結(jié)構(gòu)對(duì)揚(yáng)克烘缸的粘附程度與紙幅的干燥有關(guān)，粘附的程度越高，熱傳遞就越好。這使得紙幅能更快地干燥，并因此使得能以更高的速度進(jìn)行操作。

2.2.3 起皺助劑原料配比

單獨(dú)的向處于稀釋?xiě)腋∫籂顟B(tài)的造紙漿中加入起皺促進(jìn)化合物的成分。在加入陽(yáng)離子淀粉之前加入化學(xué)粘合抑制劑，可使起皺組合物的性能最佳。起皺助劑可以直接施加至干燥表面上，通常施加至揚(yáng)克式烘缸的表面上，以進(jìn)一步促進(jìn)粘附/起皺過(guò)程。加入起皺促進(jìn)組合物，該組合物包括：（1）基于造紙纖維干重的約0.02%～1.0%（重量）的粘合抑制劑；（2）基于造紙纖維干重的約0.02%～0.5%（重量）的水溶性羧甲基纖維素；（3）基于造紙纖維干重的約0.05%～3.0%（重量）的陽(yáng)離子淀粉；其中所說(shuō)的粘合抑制劑與羧甲基纖維的比率為1:5至約5:1。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)論

在皺紋紙工藝中，減少皺紋造紙工藝的起皺百分比（紙幅在起皺過(guò)程中按透視法縮小的量）使得紙幅從該工藝到起皺刮刀運(yùn)行中其定量增加，而不增加最終產(chǎn)品的定量，通常定量增加，造紙效力也增加，因此，需要使用與該方法和產(chǎn)品所允許的一樣低的起皺百分?jǐn)?shù)。項(xiàng)目薄頁(yè)紙通過(guò)添加起皺組合物，降低起皺百分比，實(shí)現(xiàn)低定量薄頁(yè)紙生產(chǎn)。

2.3.1 分別加入基于纖維干重的0.15%水溶性羧甲基纖維素和2.0%陽(yáng)離子淀粉，研究基于造紙纖維干重的0.2%、0.6%、1.0%、1.4%、1.8%的粘合抑制劑對(duì)最終產(chǎn)品定量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3中試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，粘合抑制劑投加量大于0.6%時(shí)薄頁(yè)紙定量開(kāi)始有所增加，產(chǎn)品裂斷長(zhǎng)（縱橫平均）呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，因此粘合抑制加入量為0.6%為最佳。

2.3.2 分別加入基于纖維干重的0.6%粘合抑制劑和2.0%陽(yáng)離子淀粉，研究基于纖維干重的0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.45%水溶性羧甲基纖維素對(duì)最終產(chǎn)品定量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

從表4中試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，水溶性羧甲基纖維素最佳加入量為0.15%。

2.3.3 分別加入基于纖維干重的0.6%粘合抑制劑和0.15%水溶性羧甲基纖維素，研究基于纖維干重的1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%陽(yáng)離子淀粉對(duì)最終產(chǎn)品定量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表3 粘合抑制劑投加量

表4 水溶性羧甲基纖維素投加量

表5 陽(yáng)離子淀粉投加量

從表5中試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，陽(yáng)離子淀粉投加量大于4.0%時(shí)產(chǎn)品定量大于15.0 g/m2，無(wú)法滿(mǎn)足薄頁(yè)紙要求，當(dāng)陽(yáng)離子淀粉投加量為2.0%時(shí)薄頁(yè)紙定量為13.1 g/m2，裂斷長(zhǎng)為2.55km，產(chǎn)品性能最佳，因此陽(yáng)離子淀粉最佳投入量為2.0%。

3 結(jié)論

（1）用蒸汽加壓以提供一個(gè)熱表面用以在造紙工藝結(jié)束時(shí)完成紙幅的干燥。

（2）項(xiàng)目將起皺刮刀對(duì)著揚(yáng)克式烘缸設(shè)置，通過(guò)上下滑動(dòng)調(diào)整座可調(diào)整刮刀軸位置，便于除去揚(yáng)克式烘缸表面積累的雜質(zhì)和過(guò)量的涂層，提高刮刀使用壽命和去皺效果。

（3）起皺過(guò)程中加入造紙纖維和生物可降解的起皺促進(jìn)組合物。起皺促進(jìn)組合物為生物可降解的粘合抑制劑，具有環(huán)保的作用，使用起皺促進(jìn)組合物可提高產(chǎn)品強(qiáng)度，增加產(chǎn)品的柔軟性。

（4）在造紙組合物中加入粘合力，使得起皺刮刀和卷軸間的紙幅的張力增加。

（5）項(xiàng)目在保證不增加最終產(chǎn)品定量的情況下，通過(guò)降低皺紋造紙工藝的起皺百分比來(lái)提高紙幅定量。

該項(xiàng)目生產(chǎn)的薄頁(yè)紙產(chǎn)品定量低，銷(xiāo)售價(jià)格合理，產(chǎn)品性?xún)r(jià)比高，極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)起皺促進(jìn)組合物健康、環(huán)保，符合消費(fèi)潮流。該產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)約木材資源，纖維原料、化工原料消耗低，總體污染物排放量低、能源消耗水平低，符合國(guó)家造紙產(chǎn)業(yè)政策要求，生命力強(qiáng)。產(chǎn)品引領(lǐng)社會(huì)消費(fèi)觀(guān)念，性?xún)r(jià)比高，產(chǎn)業(yè)化后市場(chǎng)前景廣闊。

[1]普羅克特和甘保爾公司.柔軟皺紋薄頁(yè)紙[P].中國(guó)專(zhuān)利號(hào)：CN95197490.4, CN96193828.5.

[2]普羅克特和甘保爾公司.起皺粘結(jié)劑和薄頁(yè)紙的起皺方法[P].中國(guó)專(zhuān)利號(hào)：CN98803551.0.

[3]普羅克特和甘保爾公司.增加薄頁(yè)紙松厚柔軟度的方法和由此得到的產(chǎn)品[P]. 中國(guó)專(zhuān)利號(hào)：CN96192794.1.

[4]寶潔公司.具有暫時(shí)濕強(qiáng)度的柔軟薄頁(yè)紙[P]. 中國(guó)專(zhuān)利號(hào)：CN98814077.2.

[5]濰坊永新紙業(yè)有限公司.一種薄頁(yè)紙?jiān)旒埞に嘯P]. 中國(guó)專(zhuān)利號(hào)：CN201110413513.1.

10.3969/j.issn.1007-550X.2015.07.007

TS758

A

1007-550X（2015）07-0050-05