生活用紙化學(xué)品的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(之二)

謝慧平 肖鵬 李華杰 王魁江 齊澤鋒浙江傳化華洋化工有限公司

隨著高速衛(wèi)生紙機(jī)在中國的廣泛應(yīng)用，生活用紙生產(chǎn)所用的原材料逐步轉(zhuǎn)向原生漿，同時(shí)消費(fèi)者對生活用紙的品質(zhì)和安全要求不斷提升，也使化學(xué)品在生活用紙抄造過程中的應(yīng)用越來越謹(jǐn)慎和受到關(guān)注。

化學(xué)品在生活用紙抄造過程中，就好比是我們炒菜過程中的“調(diào)味品”，不能多也不能少，既要“色香味”俱全，也要保證飲食健康。生活用紙化學(xué)品的“健康應(yīng)用”對衛(wèi)生紙機(jī)運(yùn)行和產(chǎn)品品質(zhì)控制同樣至關(guān)重要，使用不當(dāng)可能會(huì)對生產(chǎn)抄造設(shè)備和產(chǎn)品品質(zhì)帶來不必要的損失，其損失的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過生活用紙化學(xué)品的成本，因此，正確認(rèn)識(shí)和了解生活用紙化學(xué)品及其應(yīng)用是非常有必要的。

本刊特邀浙江傳化華洋化工有限公司的化學(xué)品專家對生活用紙化學(xué)品的應(yīng)用與發(fā)展趨勢進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，并在《生活用紙》雜志中進(jìn)行連載，本期是連載系列之二。

3 生活用紙化學(xué)品在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

生活用紙化學(xué)品的安全問題，可以按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36420-2018《生活用紙和紙制品 化學(xué)品及原料安全評價(jià)管理體系》對生活用紙所用化學(xué)品進(jìn)行管控，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生活用紙和紙制品的化學(xué)品及原料安全評價(jià)管理體系建立的原則及相關(guān)要求，適用于生活用紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)化學(xué)品及原料的管理控制。

常用生活用紙化學(xué)品在應(yīng)用過程中，需要關(guān)注的一些技術(shù)問題。

3.1 濕部過程控制化學(xué)品

3.1.1 分散劑

由于衛(wèi)生紙定量低，上網(wǎng)流程較短，漿料在輸送上網(wǎng)及脫水成形過程中容易發(fā)生纖維絮凝的情況，會(huì)影響紙的柔軟度和外觀，所以需要使用分散劑。分散劑目前主要在圓網(wǎng)衛(wèi)生紙機(jī)上使用，通過加入一定粘度的分散劑溶液使纖維間互相纏繞的趨勢受阻，從而分散纖維，抄造出勻度優(yōu)良的紙頁。

聚氧化乙烯（PEO）是目前國內(nèi)外應(yīng)用最多的紙漿分散劑，它是水溶性和熱塑性的非離子型線性高分子聚合物，具有絮凝、增稠、緩釋、潤滑、分散、助留、保水等性能，溶于水后形成高粘度液體，在低添加量下能促進(jìn)造紙纖維的良好分散和極佳的紙張成形效果[2]。

PEO是一種白色粉末狀顆粒，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于分散劑本身超高的分子量（一般600萬以上），其水溶液粘度很大，所以需要溶解稀釋（圖2）后添加，溶解稀釋使用時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

圖2 PEO溶解稀釋

1）PEO需充分溶解：影響PEO溶解的物理因素有溶解濃度、攪拌速度和攪拌溶解時(shí)間，溶解濃度越高（喂料方式不均勻也會(huì)出現(xiàn)局部濃度高，甚至高至成團(tuán)等），對攪拌速度和攪拌溶解時(shí)間要求也就越高，通常建議溶解濃度控制在＜0.05%；攪拌速度和PEO產(chǎn)品特征有一定關(guān)系，不宜太低，也不宜太高，根據(jù)PEO的特征情況控制在5～50r/min，溶解攪拌時(shí)間通常大于1h，具體溶解工藝的選擇結(jié)合實(shí)際工廠的溶解設(shè)備和使用產(chǎn)品特性設(shè)計(jì)（表1），確保PEO溶解至澄清狀態(tài)，如果出現(xiàn)有果凍或鼻涕狀態(tài)，視為溶解不充分，將影響分散使用效果，嚴(yán)重者還會(huì)出現(xiàn)孔洞等紙病。

表1 分散劑溶解工藝設(shè)計(jì)

2）溶解水溫和水質(zhì)：PEO常溫冷水即可溶解，溶解溫度不宜太高，過高的溫度會(huì)使PEO分解，影響效果，一般建議溫度不高于30℃；攪拌溶解過程中使用清水溶解，不宜使用白水。

3）儲(chǔ)存時(shí)間：溶解好的PEO存放時(shí)間不宜超過24h，過長會(huì)使其降解加劇，一般12h內(nèi)用完為最佳。

4）添加使用：PEO以其稀溶液在抄紙機(jī)網(wǎng)前箱加入，不宜添加在較強(qiáng)剪切力位置，否則會(huì)大幅度降低PEO的使用效果。

此外，陰離子聚丙烯酰胺（PAM）與PEO配合使用（陰離子聚丙烯酰胺搭配少量比例，占比10%～60%）用于中高速圓網(wǎng)衛(wèi)生紙機(jī)抄造，可以更好地節(jié)省生產(chǎn)成本，同時(shí)也能獲得良好的紙頁勻度和手感，且滿足中高速圓網(wǎng)衛(wèi)生紙機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行要求。

3.1.2 消泡劑

在生活用紙?jiān)埑爝^程中，白水和漿料的流送受到機(jī)械力的作用，不可避免會(huì)帶入空氣，在漿料系統(tǒng)和白水系統(tǒng)中產(chǎn)生泡沫，當(dāng)系統(tǒng)中泡沫穩(wěn)定不破出現(xiàn)堆積時(shí)，容易對紙機(jī)抄紙、紙幅成形帶來一系列的問題，如紙漿流送不穩(wěn)定，紙張定量波動(dòng)，紙幅脫水能力降低，紙頁勻度變差，成紙泡沫點(diǎn)、針眼等紙病等等問題，這時(shí)候需要針對性的使用消泡劑。

目前應(yīng)用在造紙行業(yè)的消泡劑主要有聚醚型、高碳醇型、礦物油型和有機(jī)硅型。消泡劑的主要組成包括活性成分、乳化劑、載體和乳化助劑，其中活性成分為最主要的核心部分，起到破泡、減少表面張力的作用。消泡劑的表面張力很低，這使消泡劑很容易進(jìn)入泡沫液膜當(dāng)中，并且擴(kuò)展，降低液膜的表面張力，使液膜逐漸變薄，內(nèi)部受力不均，從而導(dǎo)致泡沫破裂，泡沫破裂過程[3]如圖3。

圖3 泡沫破裂過程

消泡的機(jī)理是低表面張力的消泡劑進(jìn)入了氣泡膜的局部，破壞了氣泡膜的力學(xué)平衡而導(dǎo)致破泡或抑制發(fā)泡，如果對泡沫的形成機(jī)理和消泡劑的組成等方面的知識(shí)認(rèn)識(shí)不夠，會(huì)造成消泡劑使用不當(dāng)，使生產(chǎn)不正常并造成浪費(fèi)。

消泡劑的選擇和使用需要關(guān)注的技術(shù)問題：

1）泡沫的產(chǎn)生及穩(wěn)泡。抄紙?bào)w系泡沫主要來源于系統(tǒng)中添加大量的化學(xué)品所導(dǎo)致表面張力變化進(jìn)而使得體系容易產(chǎn)生泡沫，還有混合液體粘度增稠導(dǎo)致體系粘度變大進(jìn)而產(chǎn)生穩(wěn)泡作用。例如在生活用紙抄造過程中，紙機(jī)系統(tǒng)加入了大量濕強(qiáng)劑所產(chǎn)生的泡沫，使用聚醚類的消泡劑，消抑效果明顯。

2）系統(tǒng)中泡沫的存在形式。通常情況下，紙機(jī)系統(tǒng)中泡沫有三種存在形式：漂浮在液面上肉眼可見的泡沫、存在于漿料中的微小泡沫、吸附在纖維表面和纖維內(nèi)部細(xì)微的泡沫。不同類型的消泡劑對不同狀態(tài)泡沫的消泡能力有差異，例如高碳醇類消泡劑對吸附在纖維表面的泡沫具有很好的脫出效果，而聚醚類消泡劑對白水液面的泡沫有很好的消除作用。

3）泡沫所處環(huán)境的溫度。泡沫體系溫度對消泡劑的影響很明顯，高碳醇類消泡劑對于泡沫問題的溫度承受區(qū)間較寬，聚醚類消泡劑需要根據(jù)不同聚醚的濁點(diǎn)來選擇對應(yīng)溫度下的聚醚消泡劑。

因此，不同的泡沫情況，所選用的消泡劑類型不同，呈現(xiàn)消泡和破泡的速度效果也有較大差異，如果選型不對，泡沫反而會(huì)越消越多。目前生活用紙生產(chǎn)企業(yè)常用的消泡劑包括聚醚類和高碳醇類兩類，另外這兩類消泡劑一般會(huì)根據(jù)實(shí)際情況和成本有一定的選擇空間。

3.1.3 樹脂控制劑

“樹脂”一詞意義非常廣泛，在制漿造紙工業(yè)中“樹脂”主要指的是植物纖維原料或紙漿中不溶于水的有機(jī)溶劑抽出物，也指制漿造紙過程中的一些樹脂沉積物，同時(shí)它可以用來表示某些樹脂類的化學(xué)品[4]。由于國內(nèi)生活用紙生產(chǎn)一般采用原生化學(xué)漿料，系統(tǒng)中不可避免地會(huì)帶入樹脂，通常需要進(jìn)行針對性處理。

樹脂的沉積對生活用紙抄造的影響主要有兩個(gè)方面，一是樹脂的沉積降低制漿抄紙?jiān)O(shè)備的運(yùn)行性，出現(xiàn)諸如粘輥、網(wǎng)毯堵塞等問題，使得生產(chǎn)效率下降；二是影響最終成品紙的質(zhì)量，如成紙表面的膠粘物斑點(diǎn)、不透明點(diǎn)、破洞等紙病增多，這些也是常見的樹脂控制劑使用后的評估要點(diǎn)。因此，需要添加樹脂控制劑，來控制和延緩系統(tǒng)中暴發(fā)樹脂障礙，待系統(tǒng)清洗時(shí)，沉積的樹脂可以被清洗干凈。這樣在一定的生產(chǎn)周期內(nèi)，樹脂障礙是可以通過添加樹脂控制劑得到控制的。

生活用紙抄造中的樹脂主要是來自原生漿中的纖維素、半纖維素和木素以外的抽出物有機(jī)成分，如脂肪酸甘油酯、樹脂酸、松烯化合物等。抽提物樹脂在紙漿懸浮液中存在形式主要有三種：粘附在纖維、細(xì)小纖維和薄壁細(xì)胞的表面；存在于細(xì)胞腔的內(nèi)部；以膠體形式分散在漿料之中。其中前兩種可能在打漿過程中部分轉(zhuǎn)化成最后一種，而最后一種存在形式的樹脂，最容易沉積產(chǎn)生樹脂障礙，也是樹脂控制劑針對的主要對象。樹脂在漿料中時(shí)，由于其自身疏水性及粘性，容易在系統(tǒng)的疏水表面如桶槽壁、網(wǎng)毯等地方自動(dòng)富集析出。有時(shí)候是因?yàn)橄到y(tǒng)電荷失衡，系統(tǒng)添加過多的強(qiáng)陽離子化學(xué)品，比如過量的濕強(qiáng)劑等，導(dǎo)致系統(tǒng)其他陽離子油性、脂肪酸類化學(xué)品無法與纖維結(jié)合，在系統(tǒng)中出現(xiàn)富集，并會(huì)把漿料中一些疏水親油性的無機(jī)物（如滑石粉等）包裹析出，形成樹脂沉積。在有些情況下也可能是因?yàn)橄到y(tǒng)微生物控制不佳，菌泥過多與樹脂結(jié)合導(dǎo)致沉積。嚴(yán)格地說，樹脂沉積是不可能完全避免的，樹脂在整個(gè)制漿造紙過程中或多或少總會(huì)發(fā)生沉積，但只有當(dāng)樹脂沉積到一定程度或者沉積在比較關(guān)鍵的部位時(shí)才會(huì)暴發(fā)樹脂障礙。流體剪切力、泡沫、蒸發(fā)、乳化和聚結(jié)、電荷失衡等因素的影響，都可以導(dǎo)致分散樹脂的沉積[5]。因此工藝的調(diào)整、原料和化工輔料的切換等操作往往會(huì)帶來樹脂障礙暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，樹脂控制劑的使用可以降低這些風(fēng)險(xiǎn)。

常見的樹脂控制劑包括“分散型”、“包裹型”、“固著型”三大類，主要的控制機(jī)理是通過將樹脂潤濕乳化、帶電分散、脫粘、吸附固著在纖維上、增加其親水性等方式對樹脂進(jìn)行控制，使得部分樹脂通過紙頁帶走而不會(huì)使品質(zhì)下降，系統(tǒng)內(nèi)殘留的樹脂不會(huì)富集析出，從而在一定周期內(nèi)保障紙機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率。合理的微生物控制、清潔的白水系統(tǒng)和規(guī)律的系統(tǒng)清洗對樹脂控制也是非常關(guān)鍵的，可以有效降低樹脂沉降的風(fēng)險(xiǎn)。

針對不同的紙機(jī)系統(tǒng)需要選擇不同類型的樹脂控制劑，對于較為復(fù)雜的系統(tǒng)往往需要多個(gè)產(chǎn)品配合使用。選擇什么類型的樹脂控制劑與系統(tǒng)樹脂障礙暴發(fā)產(chǎn)生的原因有關(guān)。需要詳細(xì)了解紙機(jī)的原料結(jié)構(gòu)、工藝條件、清洗周期等實(shí)際情況，結(jié)合具體訴求來綜合出具樹脂控制方案。實(shí)際造紙濕部會(huì)混有纖維、水里包含的磷、硅、鈣、鎂等無機(jī)灰分以及添加的其他化學(xué)品輔料，往往樹脂沉積物的成分是非常復(fù)雜的，有時(shí)需要配合紅外、元素分析等更高級的手段進(jìn)行針對性分析。

生活用紙相比其他紙種具有一些獨(dú)有的特征，比如原料相對干凈，以化學(xué)漿板為主，網(wǎng)部首程保留率較低，流程短，流轉(zhuǎn)快。因此在實(shí)際使用中，固著型產(chǎn)品更為常見。而直接使用濕漿作原料的，特別是竹漿和草漿類的，因?yàn)槌煞值牟町?，常有特殊之處，尤其要注意樹脂控制劑的搭配使用。近些年出現(xiàn)的本色漿抄造本色紙，往往其中樹脂和雜質(zhì)含量要高于漂白漿，對樹脂控制化學(xué)品供應(yīng)商來說也帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

樹脂與纖維同源而生，無法完全去除，但是可以通過科學(xué)合理的針對性控制方案，在合理的成本下使樹脂帶來的負(fù)面作用降到最低，這也是樹脂控制劑的最終目的。

3.1.4 殺菌劑

生活用紙抄造采用封閉循環(huán)上漿系統(tǒng)，盡管使用的是相對比較干凈的原生漿，但由于采用白水封閉循環(huán)，同時(shí)也要添加一些化學(xué)品，這就不可避免在紙機(jī)網(wǎng)部、漿料流送系統(tǒng)各種管道及設(shè)備表面會(huì)聚集一些沉積物，這些沉積下來的有機(jī)營養(yǎng)物，容易使細(xì)菌、霉菌、藻類等微生物快速生長和繁殖。為此，目前造紙行業(yè)通常選用殺菌劑來抑制和消滅這些微生物及由這些微生物形成的生物膜，從而實(shí)現(xiàn)紙機(jī)的清潔生產(chǎn)。

殺菌劑分為氧化型和非氧化型：

1）氧化型殺菌劑：包括次氯酸鹽、雙氧水、氯氣、溴、二氧化氯以及氯胺等，其殺菌效果好，對所有微生物都起作用，但它是非選擇性的，也就是說氧化型殺菌劑不僅能殺死有生命的微生物，也能與非活性的物質(zhì)如金屬管道、容器、纖維、添加劑等起反應(yīng)，從而影響生產(chǎn)。

2）非氧化型殺菌劑：包括異噻唑啉酮及其衍生物、有機(jī)溴類化合物、胺類化合物、酚類化合物等，其選擇性好。目前生活用紙行業(yè)使用的廣譜殺菌劑通常是非氧化型殺菌劑，其殺菌機(jī)理是增加細(xì)胞膜的滲透，切斷細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)，破壞細(xì)胞內(nèi)部新陳代謝，或者改變細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，阻止細(xì)胞內(nèi)部能量產(chǎn)生和限制酶的合成。所以此類殺菌劑對浮游微生物和生物膜作用非常好，它不僅能限制生物膜的形成和消除現(xiàn)存的生物膜，而且還能滲透到生物膜內(nèi)部與存留在生物膜內(nèi)部的厭氧微生物起反應(yīng)[6]。

但對非氧化型殺菌劑來說，它僅對某些微生物起作用，這與氧化型殺菌劑不同，所以在生產(chǎn)中，要求同時(shí)混合使用幾種非氧化型殺菌劑，或者局部適當(dāng)結(jié)合氧化型殺菌劑，作用效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單一非氧化型殺菌劑的效果。

殺菌劑選擇和使用應(yīng)注意的技術(shù)問題：

1）造紙殺菌劑的選擇：應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)條件、漿料性質(zhì)和pH值等因素來確定。如長期使用，應(yīng)考慮兩種或幾種殺菌防腐劑交替使用，避免微生物產(chǎn)生耐藥性；注意pH值的影響，一般對嗜堿性細(xì)菌，要選用酸性殺菌防腐劑，嗜酸性細(xì)菌要選用堿性殺菌防腐劑。非氧化型殺菌劑受生產(chǎn)條件（如pH值、溫度等）的約束較小，而許多氧化型殺菌劑，如次氯酸鹽、溴等，則對pH值、溫度的變化相當(dāng)敏感。

2）殺菌劑添加位置：添加時(shí)機(jī)和部位要結(jié)合紙機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際情況，首先對紙機(jī)系統(tǒng)的漿料、混合漿池、網(wǎng)下白水、超清白水、清濾液、清水等部位進(jìn)行細(xì)菌檢測，然后針對性的出具相應(yīng)的殺菌劑添加方案。針對不同部位出現(xiàn)細(xì)菌的數(shù)量和種類不同，針對性選擇殺菌劑和設(shè)置間歇式的添加量，殺菌防腐劑的濃度越高，殺菌和抑菌效果越好，如果濃度過低，則達(dá)不到殺菌或抑菌的目的，而使用濃度過高又會(huì)造成生產(chǎn)成本偏高。

3）殺菌劑添加方法：連續(xù)加入法、一次加入法和間歇式加入法。紙漿防腐一般采用間歇式加入法，以控制微生物繁殖，并始終控制在一定水平，不致引起生產(chǎn)危害。連續(xù)加入法成本較高，很少采用。一次加入法沖擊較大，控制力度差，目前已很少采用。由于殺菌防腐劑藥效有一定的時(shí)間性，故在連續(xù)生產(chǎn)中常常采用定時(shí)定量間歇加入的方法。

3.1.5 清洗/保潔劑

生活用紙生產(chǎn)運(yùn)行過程中毛毯的有效保潔和清洗，對毛毯的使用壽命、生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行、涂層的有效建立、真空泵能耗的控制、以及成紙質(zhì)量都至關(guān)重要。毛毯在運(yùn)行過程中不間斷的與濕紙幅接觸，濕部系統(tǒng)帶來的污染物、粘性物質(zhì)顆粒，會(huì)不斷沉積填充毛毯織物纖維空間和吸附在毛毯織物表面結(jié)皮結(jié)垢等，從而不斷降低毛毯的脫水效率。使用毛毯保潔劑和毛毯清洗劑在線保潔和間歇停機(jī)清洗毛毯，對毛毯的維護(hù)起到非常好的作用。生活用紙生產(chǎn)過程中的毛毯沉積物主要來自四個(gè)方面[7]：

1）漿料系統(tǒng)：紙漿中的天然樹脂，后加工損紙中膠粘物和細(xì)小纖維。

2）水系統(tǒng)：細(xì)菌滋生產(chǎn)生的膠粘物，生產(chǎn)用水中的泥沙和水中鈣鎂離子在毛毯上的結(jié)垢等。

3）添加劑：濕強(qiáng)劑、干強(qiáng)劑、粘缸劑、剝離劑、消泡劑等，其中在生產(chǎn)高等級生活用紙過程中大量使用的濕強(qiáng)劑極易在毛毯上粘附并再交聯(lián)，從而堵塞毛毯孔隙。

4）其他雜質(zhì)：如泄漏的潤滑油等。

毛毯保潔劑通常在線添加，使用比較溫和的一類專用表面活性劑，在紙機(jī)運(yùn)行中通過在線低濃度噴淋在毛毯上，延緩毛毯的污染速度；

毛毯清洗劑通常是強(qiáng)堿性物質(zhì)，需要停機(jī)并高濃度的清洗，通過強(qiáng)烈的作用，清洗掉毛毯上沉積的污染物，如果誤用強(qiáng)堿性清洗劑做在線保潔，對接觸的涂層、系統(tǒng)pH值、以及毛毯（生活用紙的毛毯不同于文化紙和包裝紙毛毯，其材質(zhì)相對比較脆弱）都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

毛毯保潔清洗效果可以通過如下幾個(gè)方面來綜合評估：

1）毛毯通透性[8]：主要包括毛毯透氣性、透水性和含水量等，毛毯的透氣性和透水性表征毛毯的脫水能力，透氣性和透水性越好，表明毛毯具備濾水的管道；毛毯的含水量，表征毛毯的脫水狀態(tài)，含水量越高，表明毛毯的脫水狀態(tài)越差，三個(gè)指標(biāo)需要綜合來考慮評估毛毯的變化，定期測量毛毯的透氣性和透水性以及毛毯的含水量，可以及時(shí)監(jiān)控到毛毯的使用周期狀態(tài)變化。

2）毛毯的外觀顏色：隨著使用時(shí)間延長，毛毯會(huì)因?yàn)槊撍痪鶆蚝蜌埩粼诿荷铣练e物量的差異，造成外觀顏色變暗和變得不均勻，脫水差的地方會(huì)表現(xiàn)出來顏色較深，這是一種輔助的評估方法，顏色暗表明脫水變差，顏色亮也不能說明是脫水好，這個(gè)和沉積物的顏色有關(guān)，也和高壓清洗的覆蓋程度有關(guān)，此外，毛毯外觀表面清潔，也不能等同于毛毯內(nèi)部的透氣和透水好。

3）紙機(jī)真空泵功率：毛毯脫水狀態(tài)好的時(shí)候，真空泵抽吸會(huì)比較順暢，功率消耗比較低，隨著毛毯脫水狀態(tài)的變差，透氣性和透水率的下降，真空泵的抽吸會(huì)受到阻礙，真空泵的功率消耗會(huì)逐步增大。

4）烘缸涂層的均勻建立：涂層表征是間接反映毛毯脫水狀況的一種方法，毛毯橫幅脫水不勻，涂層會(huì)表現(xiàn)不均勻，甚至?xí)鸪杉堮薨?，毛毯含水量過大，會(huì)導(dǎo)致涂層建立困難，引起刮刀磨損。

5）成紙水分不勻：成紙水分不勻也是一個(gè)反映毛毯脫水狀況變差的間接表現(xiàn)，毛毯的橫幅脫水不勻或者含水量過大，會(huì)導(dǎo)致成紙橫幅水分不勻或者成紙水分過大。

3.1.6 阻垢劑

生活用紙抄造過程中會(huì)使用大量的清水，絕大部分生活用紙企業(yè)都會(huì)使用地下水或者處理干凈的河水作為清水補(bǔ)充，但比較少見生活用紙企業(yè)會(huì)對清水進(jìn)行軟化處理。南方水質(zhì)相對硬度不高，而北方水質(zhì)偏硬，清水或者系統(tǒng)白水循環(huán)使用過程中，容易在紙機(jī)的流漿箱、真空伏輥的孔眼處，以及紙機(jī)濕部的真空泵、循環(huán)冷卻水等系統(tǒng)中出現(xiàn)結(jié)垢堵塞等情況：1）流漿箱是白水循環(huán)必經(jīng)之路，當(dāng)流漿箱局部結(jié)垢現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，會(huì)造成掛漿，紙面出現(xiàn)漿點(diǎn)，嚴(yán)重的直接造成斷紙。2）真空泵為造紙機(jī)網(wǎng)部和壓榨部提供脫水動(dòng)力，由于真空泵密封水循環(huán)使用，其中的鈣、鎂離子等易結(jié)垢的離子不斷富集，當(dāng)達(dá)到其飽和濃度時(shí)，就會(huì)析出結(jié)垢，一旦真空泵出現(xiàn)問題，將導(dǎo)致紙機(jī)停車，給生產(chǎn)帶來很大的損失。3）紙機(jī)真空伏輥上的小孔是紙頁離開網(wǎng)部前的脫水通道，為了保證小孔的通暢，在真空伏輥內(nèi)部還要用噴淋水對其進(jìn)行在線清洗，當(dāng)用水硬度較高時(shí)，真空伏輥的小孔很容易結(jié)垢堵塞影響紙幅脫水。因此，阻垢劑在生活用紙抄造中的應(yīng)用主要是在高硬度水質(zhì)的北方區(qū)域。

阻垢劑是具有分散水中的難溶性無機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無機(jī)鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能，并維持金屬設(shè)備有良好的傳熱效果的一類化學(xué)品。目前生活用紙行業(yè)常用的阻垢劑是合成類聚合物阻垢劑，包括聚羧酸類聚合物、有機(jī)膦酸類聚合物、膦基聚羧酸類聚合物、磺酸基聚合物、膦磺酸基聚合物等。

阻垢劑的選擇，主要考慮的因素包括：垢樣組成（水質(zhì)硬度受季節(jié)、雨水、溫度等因素影響很大）、結(jié)垢控制目標(biāo)、成本以及環(huán)境友好性等，紙廠中設(shè)備的結(jié)垢主要以碳酸鈣垢為主[9]，抑制碳酸鈣的沉積，有機(jī)膦酸類聚合物微量就可控制水中鈣、鎂等無機(jī)鹽的沉積，是目前廣泛使用的一種抑制碳酸鈣垢沉積的阻垢劑，所以普通水質(zhì)硬度的區(qū)域通常使用堿性配方的有機(jī)膦酸類阻垢劑，效果較好。

但需要注意的是有機(jī)膦酸對磷酸鈣、鋅鹽和氧化鐵等的抑制作用性能較差，尤其在高鈣和高鐵離子的水質(zhì)中，容易形成難溶于水的有機(jī)膦酸鈣和有機(jī)膦酸鐵膠體，產(chǎn)生二次沉積即膦酸鈣（鎂）沉積或其分解產(chǎn)生的正磷酸根而形成磷酸鈣沉積，從而影響了有機(jī)膦酸的使用效果[10]。遇到這種情況需要合適的兩種或兩種以上阻垢劑同時(shí)使用，其效果比單獨(dú)使用其中任何一種藥劑要好得多，利用阻垢劑的阻垢原理螯合增溶、凝聚與分散[11]的阻垢劑產(chǎn)品特征，充分發(fā)揮阻垢劑之間的協(xié)同效應(yīng)，才能針對性地控制好不同成分特征的水垢。

3.2 干燥部烘缸涂層助劑

干燥部烘缸涂層助劑被認(rèn)為是生活用紙獨(dú)特性能獲得的關(guān)鍵核心化學(xué)品，其不僅可提升衛(wèi)生紙機(jī)的運(yùn)行性能和產(chǎn)品質(zhì)量，并可賦予紙頁良好的質(zhì)地與手感。烘缸涂層化學(xué)品通常指粘缸劑、剝離劑、改良劑（或MAP）三種，三種助劑混合后通過噴淋管霧化噴涂在烘缸表面上，在烘缸表面形成一層均勻有效的涂層，涂層的作用有兩方面：1）避免刮刀與烘缸直接接觸，延長刮刀使用壽命和保護(hù)烘缸表面，避免磨損。2）讓涂層與紙頁間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)力，當(dāng)刮刀與紙頁發(fā)生撞擊時(shí)，形成優(yōu)良起皺效果[12]，賦予紙張蓬松柔軟的手感。烘缸涂層形成示意圖如圖4[13]：

圖4 烘缸涂層形成示意圖

粘缸劑、剝離劑、改良劑通過特定的設(shè)備裝置霧化噴涂到烘缸表面，經(jīng)歷了涂層的1-脫水、2-交聯(lián)、3-再濕潤、4-固化、5-硬涂層、6-老化過程，烘缸涂層助劑的使用是一道非常復(fù)雜工序，不僅受烘缸涂層助劑產(chǎn)品特性和用量影響，而且要想獲得適合紙機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行生產(chǎn)、滿足成紙手感質(zhì)量的涂層，對涂層應(yīng)用技術(shù)的全面了解必不可少。影響烘缸涂層的主要因素有以下三個(gè)：

1）漿料系統(tǒng)因素：不同品牌的漿料表現(xiàn)出來的粘性不一樣，闊葉木漿不同品牌間差別更大，比如，下列漿粘缸性由弱到強(qiáng)依次為：鷹牌、小葉相思、櫻花、太平洋、明星[14]。短纖維漿種通常比長纖維漿種抽提物含量高，更容易被剝離，比如相思木漿有蠟質(zhì)性抽提物，如果配漿比例超過50%時(shí)，會(huì)大幅度增加漿料的剝離性能；灰分含量高的木漿，會(huì)引起烘缸涂層硬化[15]，容易產(chǎn)生紙粉紙毛。

2）濕部系統(tǒng)因素：首先，濕部系統(tǒng)重點(diǎn)需要關(guān)注系統(tǒng)的有效留著率，當(dāng)留著率出現(xiàn)問題時(shí)，細(xì)小纖維過剩（細(xì)小纖維過剩也受磨漿打漿質(zhì)量的影響），不僅會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電荷失衡，還會(huì)造成涂層吸附更多的細(xì)小纖維，使涂層變硬，嚴(yán)重時(shí)涂層甚至?xí)フ承?；其次，需要關(guān)注濕部助劑的添加，如添加剝離劑、消泡劑、柔軟劑等油性或者表面活性劑一類助劑，有使紙頁剝離烘缸的作用，添加干強(qiáng)劑、濕強(qiáng)劑、助留劑、樹脂控制劑等一類增加纖維結(jié)合和提升細(xì)小纖維留著率的助劑，有促進(jìn)紙頁粘附的作用；再次，需要關(guān)注濕部系統(tǒng)pH值，目前生活用紙屬于中性造紙，系統(tǒng)過酸或過堿都會(huì)對涂層造成影響，系統(tǒng)偏酸會(huì)影響涂層的建立，粘缸劑的用量會(huì)增加，系統(tǒng)過堿會(huì)加速涂層的建立，同時(shí)會(huì)增加漿料的粘性，容易導(dǎo)致涂層變硬。了解濕部系統(tǒng)這些因素特性可以有針對性的對涂層進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)。

3）干燥部系統(tǒng)因素：干燥部系統(tǒng)是對涂層性能最直接的影響因素，系統(tǒng)中主要元素有：烘缸氣罩、紙頁、刮刀、化學(xué)品、壓榨毛毯等五大方面，也是日常生產(chǎn)中最容易關(guān)注和對涂層做出調(diào)整的應(yīng)用技術(shù)點(diǎn)位。

①烘缸氣罩：這里重要的因素就是溫度，涂層對溫度的反應(yīng)比較敏感，溫度過高、過低或者溫度不均衡，都會(huì)對涂層均勻性建立產(chǎn)生影響，溫度高，通常涂層容易建立，也容易硬化，溫度低，涂層建立慢。干燥過程涉及到熱能從揚(yáng)克烘缸表面向紙張傳導(dǎo)以及從熱風(fēng)氣罩向紙張擴(kuò)散，應(yīng)確保的揚(yáng)克烘缸性能包括：良好的表面狀態(tài)；冷凝水吸管不能堵塞或滲漏；冷凝水吸管應(yīng)具有適宜的形狀以保證烘缸內(nèi)壁溝紋中冷凝水深度均勻一致；壓力和蒸汽工作參數(shù)正常，確保紙頁獲得均勻溫度的干燥效果。

②紙頁：紙頁的影響因素除了前面提到的漿料以及從濕部系統(tǒng)帶來的影響，還有一個(gè)重要的因素就是水分，紙頁水分偏高或者紙頁橫幅水分不均衡，對涂層的建立都會(huì)產(chǎn)生重要的影響，紙頁水分大，涂層不容易建立，紙頁容易褶皺，還容易磨損刮刀；紙頁橫幅水分不均衡，涂層外觀容易出現(xiàn)“車道”現(xiàn)象，會(huì)造成紙輥不平整現(xiàn)象。

③刮刀：刮刀的材質(zhì)類型和刮刀對涂層的作用力角度不同，會(huì)導(dǎo)致刮刀接觸涂層的作用效果不一樣。過硬的刮刀材質(zhì)，涂層容易被鏟掉，從而影響烘缸表面涂層的性能發(fā)揮，但容易獲得更加柔軟的紙頁手感；刮刀對涂層的作用角度與刮刀的研磨角度及安裝角度有關(guān)，研磨角度越大的刮刀越鋒利，起皺皺紋越細(xì)膩，適合選用較厚較硬的涂層粘缸劑，尤其是剛上機(jī)的幾分鐘，甚至需停用剝離劑，刮刀架的安裝角度的變化直接影響紙頁剝離時(shí)紙頁撞擊刀刃的角度，安裝角大，紙頁剝離時(shí)對刀刃的撞擊力大，起皺皺紋粗。

④化學(xué)品：化學(xué)品噴涂上烘缸的均勻性，化學(xué)品涂布量、稀釋水的硬度、溫度、pH值，化學(xué)涂層的性能（包括粘缸劑的抗水性、涂層軟硬、粘結(jié)力、以及涂層材質(zhì)性能等）都有較大的影響。生產(chǎn)中要求化學(xué)品烘缸涂層能在缸面建立厚度合適、均勻、軟硬合適、粘著力合適的涂層。厚度的調(diào)節(jié)主要在于控制粘缸劑的用量及它與剝離劑的比例；厚度的調(diào)節(jié)必須保證有一個(gè)最小的粘缸劑用量，以保證在缸面形成必要的膜，來保護(hù)缸面，減少磨損，一般推薦粘缸劑使用量為1.0mg/m2以上，這樣有助于保護(hù)烘缸[14]。化學(xué)品涂層對紙頁皺紋的粗細(xì)、蓬松度有著重要的影響。如果它形成的涂層粘貼力低、較軟，則起皺皺紋粗糙、紙松厚度高、手感粗糙；如果它形成的涂層粘貼力高、較硬，則起皺皺紋細(xì)密、紙松厚度低、手感光滑；如果它形成的涂層粘貼力高、較軟，則起皺皺紋緊密、紙松厚度高、手感柔軟。

⑤壓榨毛毯：壓榨毛毯的脫水能力直接影響進(jìn)烘缸紙頁水分，毛毯的含水量越高以及毛毯橫幅脫水曲線越不勻，都會(huì)造成相對應(yīng)位置紙頁水分過高或不均衡問題，從而對涂層的建立和運(yùn)行產(chǎn)生影響，其影響效果同上面紙頁水分因素相同。

總之，烘缸涂層性能的調(diào)節(jié)并不是孤立操控的，是上述多方面因素調(diào)控的平衡，調(diào)整方法靈活，具有較高的操作技術(shù)含量，需要在生產(chǎn)中不斷積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，具體問題具體分析，有針對性的做出調(diào)整方案。