關(guān)鍵詞:打漿度;鎖水保濕性;乳霜;濕強劑圖分類號:TS753.9 文獻標識碼:A DOI:10.11980/j.issn.0254-508X.2025.07.011
Abstract:Wititcommededange,thostuglcingpefoaceoflabdeosuingisueieasdihatie, reaching a peak value of 83. 8% at alow-load beating level of 35SR.Since beating degree offered limited gains in wetstrength,PAE2 was introduced ),significantly improving thewet tensile index and wet/dry ratio to 5.44N·m/g and 13.6% ,respectively. Wanfang cream ( 25% addition ) demonstrated excellent moisture-locking performance,achieving to 80.8% . Based on lab results,production trials were conductedwithoptimizedeating processes:Thelong-fiberdiscrefinerconfigurationwasadjustedfromasingleunitat75Wh/ttowo 40k Wh/t units in series,the homogenizing refiner power was controlled at 18kWh ,and pulp flow rates and recirculation were adjusted. Trial-produced moisturizing bastisuesoditpovtsilrysilee(D/),f,daeedbotghtacgo reachingbencaklevesespoingostungisseeiedsubstatiallancdmoistgingfoae:Tal duced moisturizing tissue (trial -1 ,trial -2 )achieved1h moisturizing-locking performance of 68.1% and 70.8% (baseline of 46. 0% ;benchmark of 52.7% ),
h moisturizing-locking performance of 65. 8% and 67.5% (baseline of 42.2% ; benchmark of 50.0% ),and 3h moisturizing-locking performance of 60. 1% and 63. 3% (baseline of 35.7% ; benchmark of 46.6% ),far exceeding both the baseline and benchmark. Key words:beating degree;moisture-locking performance; cream;wet strength agent
保濕紙又稱乳霜紙,在消費升級與健康需求的雙重驅(qū)動下,保濕紙因添加保濕成分(如乳霜),具有獨特的柔軟觸感與長效保濕性能,逐漸從傳統(tǒng)生活用紙中脫穎而出,成為母嬰護理、醫(yī)療敷料及高端個護領域的重要選擇。2023年,保濕紙的全球市場規(guī)模約90億美元,年增長率 8%~9% ,亞洲占主導地位(中國、日韓合計占比超 50% )。2023年,保濕紙的中國市場規(guī)模突破25億美元,預計2030年突破82億美元,年復合增長率達 12%[1-3]
保濕紙的生產(chǎn)過程主要包括原紙生產(chǎn)、乳霜噴涂及成品加工3個階段。其中,原紙生產(chǎn)參照生活用紙工藝制備定量 (14.0±1.0)g/m2 的起皺紙巾紙;乳霜噴涂工序集成于盤紙分切階段進行;成品加工則遵循抽紙工藝完成。當前保濕紙的鎖水保濕性能,尤其長效保濕效能,仍顯不足,難以滿足日益增長的市場需求。因此,系統(tǒng)性解析影響其性能的關(guān)鍵因素一一涵蓋漿料選擇與纖維處理、生產(chǎn)工藝參數(shù)、保濕劑類型及添加工藝、添加劑配方以及環(huán)境條件等,已成為提升產(chǎn)品性能的核心研究方向4。其中,原紙的纖維原料特性及抄造工藝,作為紙張功能化加工的底層基礎,對最終產(chǎn)品的性能表現(xiàn)起著決定性作用。
為提升原紙的性能,本研究在分析目標產(chǎn)品和現(xiàn)有產(chǎn)品特征及生產(chǎn)工藝的基礎上,在既定原料結(jié)構(gòu)下,首先在實驗室探討打漿度、打漿方式、濕強劑種類和用量、乳霜種類和用量等對保濕紙鎖水保濕性能的影響,然后進行生產(chǎn)試驗,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,實現(xiàn)原紙綜合性能提升及穩(wěn)定生產(chǎn),該研究可為相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)和應用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
1實驗
1.1實驗原料及試劑
商品針葉木漿板、商品闊葉木漿板、濕強劑1(固含量 (12.5±0.5)% )和乳霜(標記為萬方、米柔),均由提供;濕強劑1和濕強劑2均為聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂(即PAE),其中濕強劑2,固含量 (15.0±0.5)% ,由湖北嘉韻化工科技有限公司提供。
1.2 實驗儀器和設備
肖伯爾打漿度儀,95587,奧地利PTI公司;Val-ley打漿機,P40130,奧地利PTI公司;造紙纖維測定儀,XWY-VII,珠海華倫造紙科技有限公司;纖維形態(tài)分析儀, 912+ ,瑞典Lamp;W公司;快速凱塞法紙頁成型器,RK-3A,奧地利PTI公司;電熱鼓風干燥箱,XT5118-0V140,杭州雪中炭恒溫技術(shù)有限公司;分析天平,MS204S/01,瑞士MettlerToledo公司;臥式電腦拉力機,ZB-WL30,杭州紙邦自動化技術(shù)有限公司;電腦測控衛(wèi)生紙厚度儀,DCP-HDYO9,四川長江造紙儀器有限責任公司;電腦測控柔軟度儀,DCP-RRY1000,四川長江造紙儀器有限責任公司。
1.3 實驗方法
1. 3.1 實驗室Valley打漿處理
對商品針葉木漿板和商品闊葉木漿板以 3:7 質(zhì)量比進行混合,然后按GB/T24325—2009進行Valley打漿處理,選用坨重分別為2.0和 5.5kg ,即杠桿臂負荷分別為19.6和 54.0N 。
1.3.2 原紙的制備
實驗室原紙按GB/T24326—2009制備,試產(chǎn)原紙由生活用紙TM5紙機生產(chǎn),定量均為 (14.0±1.0)g/m2 。
1. 3.3 保濕紙的制備
實驗室保濕紙的制備:將乳霜盡可能均勻地噴于實驗室原紙表面,并放人自封袋密封保存,平衡 12h 當未特別說明時,實驗室保濕紙的乳霜為萬方,用量為 25% 。
試產(chǎn)保濕紙的制備:在復卷過程中,對試產(chǎn)原紙輥涂米柔乳霜,然后外層包裹保鮮膜,平衡 4h 。
1.3.4 纖維形態(tài)測定
按GB/T29779—2013和GB/T22836—2008將漿 料打散后,分別測定纖維的長度、寬度和帚化率。
1. 3.5 原紙和保濕紙物理性能檢測
按GB/T20808—2022和GB/T24328.2—2020分別測定原紙和保濕紙的定量、橫向抗張強度、縱向濕抗張強度(手動法)、柔軟度、橫向吸液高度和松厚度,試樣按成品層數(shù)測定,最終結(jié)果換算成單層測定值,便于與不同層數(shù)的紙巾紙產(chǎn)品的對比。
1.3.6 保濕紙的保濕性、乳霜添加量和乳霜添加率的測定
實驗室保濕紙的保濕性測試條件為 60°C 烘箱干燥 2h ;試產(chǎn)保濕紙的保濕性測試條件為 60°C 烘箱分別干燥1、2、 3h 。然后置于干燥器,冷卻至室溫稱量。保濕紙的保濕性、乳霜添加量和乳霜添加率的計算分別見式(1)~式(3)。
式中, w1 表示保濕紙干燥前的質(zhì)量; w2 表示保濕紙干燥后質(zhì)量。
1.3.7 乳霜外觀形態(tài)
用滴管吸取乳霜,滴1滴到干凈的顯微鏡載玻片上,然后以Graff“C”為染色劑對乳霜進行染色,2min 后,用解剖針使染色后的乳霜均勻分散,蓋上顯微鏡蓋玻片,載玻片與蓋玻片之間應避免氣泡存在,傾斜乳霜載玻片,用濾紙吸去多余的乳霜和染色劑混合物,該試片即可供觀察乳霜外觀形態(tài)。
2 結(jié)果與討論
2.1實驗室工藝研究
2.1.1打漿對實驗室保濕紙保濕性的影響
根據(jù)前期生產(chǎn)調(diào)研可知,衛(wèi)生紙宜采用低濃打漿,建議的打漿度范圍為 20~35°SR 。首階段實驗室工藝研究聚焦于Valley打漿的打漿度和杠桿臂負荷對實驗室保濕紙保濕性能的影響,此階段所有試樣均未引入PAE濕強劑,以探討纖維形態(tài)與保濕性之間的作用關(guān)系。
在纖維處理過程中,實現(xiàn)高帚化率與低纖維切斷的協(xié)同優(yōu)化是提升保濕紙機械強度和保濕能力的關(guān)鍵。打漿度是控制成漿質(zhì)量的重要指標,實驗室通過改變Valley打漿機的佗重調(diào)節(jié)底刀對纖維施加的壓力,根據(jù)對底刀施壓和打漿時間,可以賦予纖維不同的性能,從而影響保濕紙的性能。
首先考察不同打漿度對實驗室保濕紙的保濕性影響,結(jié)果見圖1。由圖1可知,在建議打漿度范圍內(nèi),隨著打漿度的升高,實驗室保濕紙的保濕性逐漸提高,當打漿度為 35°SR 時,實驗室保濕紙的保濕性達到 80% 以上,這是由于打槳促進了纖維分絲帚化,增加了纖維的比表面積和游離羥基數(shù)目,提高纖維的吸水潤脹能力。
圖1不同打漿度和杠桿臂負荷下實驗室保濕紙的保濕性
Fig.1Moisture-locking performance oflab-grade moisturizing tissue under differentbeating degreesand load
相比較而言,低負荷打漿更有利于提升實驗室保濕紙的保濕性,當打漿度為 35°SR 時,保濕性達到最高 83.8% 。因此對打漿至 35°SR 的漿料進行進一步的纖維形態(tài)分析,見圖2。由圖2可知,低負荷打漿后,纖維帚化程度更高,總帚化率為 2.77% ,原因可能是達到相同的打漿度,低負荷打漿時底刀對纖維施加的壓力小,需要更長的打漿時間,纖維通過刀片間隙次數(shù)更多,發(fā)生帚化的機率更大。高帚化率使纖維暴露出更多羥基,促進氫鍵結(jié)合,改善了纖維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu);低負荷打漿對纖維的切斷作用相對較少,纖維長度降低幅度更小,纖維長寬比保持較高,達40.6,且細小纖維含量也相對較低,只有 6.9% 。由此可見,低負荷打漿在 35°SR 時通過高帚化率和保留纖維縱向完整性構(gòu)建紙張疏松多孔的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),從而增強了實驗室級保濕紙的持水能力和濕潤感。
圖2打漿度 35°SR 時漿料的纖維形態(tài)
Fig.2Fiber morphology of slurry at 35°SR
2.1.2 濕強劑對實驗室保濕紙保濕性能的影響
打漿度提升雖可優(yōu)化纖維形態(tài),但對保濕紙濕強度的增益作用有限。這源于保濕組分(如乳霜)的添加顯著提高了保濕紙含水率,誘導纖維吸水潤脹,從而削弱纖維間氫鍵結(jié)合力,導致保濕紙濕強度的顯著衰減。因此,亟需引入PAE濕強劑,通過其環(huán)氧基團與纖維素羥基的共價交聯(lián),重構(gòu)抗?jié)櫭浘W(wǎng)絡以提升保濕紙的濕強度。為協(xié)同優(yōu)化高保濕性與高濕強度這對矛盾體,后續(xù)實驗室工藝研究在打漿度 35°SR 時,討論實驗室原紙和保濕紙的性能。
2. 1.2. 1 濕強劑用量
漿內(nèi)添加不同用量的濕強劑2,其對實驗室保濕紙保濕性的影響如圖3所示。由圖3可知,隨著濕強劑2用量的增加,實驗室保濕紙的保濕性逐漸降低,當濕強劑2用量為 30kg/t 槳時,以重坨打漿的漿料為原料制備的實驗室保濕紙保濕性最低,為 77.3% ,這是由PAE濕強劑的作用原理導致的。PAE是一種陽離子型濕強劑,作為水溶性熱固型樹脂,其吸附在帶負電荷的纖維上,并通過自交聯(lián)及共交聯(lián)形成化學網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)提供一定的力學強度來保護纖維間結(jié)合不受潤脹和損壞,從而賦予紙張濕強度[10-13]。因此,PAE濕強劑添加量越多,實驗室保濕紙的抗水作用越明顯,吸水保濕性越低。
圖3不同濕強劑2用量下實驗室保濕紙的保濕性
Fig.3Moisture-lockingperformance oflab-grade moisturizing tissueunder different dosages ofPAE2
此外,相同濕強劑2用量下,以低負荷打漿后的漿料為原料制備的實驗室保濕紙的保濕性相對略高。這一現(xiàn)象的本質(zhì)是纖維形態(tài)變化引發(fā)的PAE分布狀態(tài)與纖維-水分相互作用的重構(gòu),表明本研究打漿度35°SR ,濕強劑2用量 ?30kg/t 漿時,打漿帶來的帚化增益仍呈主導作用,PAE與纖維素羥基集中交聯(lián),形成抗水網(wǎng)絡的同時仍保留部分親水區(qū)。
2.1.2.2 濕強劑種類
上述結(jié)果表明,濕強劑的添加對保濕紙的鎖水保濕有負面效應,在保證濕強的同時,可適當降低濕強劑用量。為進一步闡明其直接影響,后續(xù)研究將固定濕強劑用量,探究濕強劑種類的影響。
盡管低負荷打漿賦予紙張相對更高的保濕性,但在 35°SR 時,其低細小纖維含量與低纖維切斷率導致纖維網(wǎng)絡纏結(jié)密度不足,成為濕強度瓶頸。引入濕強劑協(xié)同重坨產(chǎn)生的短纖維碎片,可實現(xiàn)保濕框架內(nèi)的強度躍升。以重砲打漿至 35°SR 的漿料為原料制備實驗室原紙,過程中分別漿內(nèi)添加 20kg/t 漿的濕強劑1,和相同用量的濕強劑2。首先考察不同濕強劑種類對實驗室原紙的物理強度的影響,然后考察不同濕強劑種類對相應的實驗室保濕紙保濕性的影響。
表1為不同濕強劑種類對實驗室原紙物理強度的影響。由表1可知,含濕強劑2的實驗室原紙的濕抗張指數(shù)和濕/干抗張指數(shù)比分別為 5.44N?m/g 和13.6% ,遠大于含濕強劑1時的相應值,即濕強劑2對實驗室原紙的干、濕抗張強度的提升程度和濕水后力學強度保留度均高于濕強劑1。因此,濕強劑2具有相對更好的增濕強效果。原因可能是濕強劑2屬于低氯PAE,這不僅降低有機氯殘留,還有助于提升其氮雜環(huán)丁烷活性基團的有效性,提升其在纖維素表面的靜電吸附效率,提高濕強劑本身和細小纖維的留著率,提高熱固后的環(huán)氧基團的增濕強的效果。
濕強劑在提升原紙強度的同時,也間接調(diào)控保濕紙的保濕性,圖4為不同濕強劑實驗室保濕紙的保濕性能。由圖4可知,添加濕強劑2使實驗室保濕紙達到相對更好的保濕性,達 80.8% 。原因可能是由于有機氯化物會屏蔽纖維與PAE分子鏈中的親水基團(如羥基),濕強劑2作為低氯PAE變體,通過降低氯含量減少了屏蔽效應,從而提升樹脂溶解性并提高纖維吸水保濕性。
2.1.3乳霜對實驗室保濕紙保濕性的影響
在確保紙張結(jié)構(gòu)完整性的前提下,乳霜特性成為主導保濕功能的核心變量。根據(jù)前期生產(chǎn)調(diào)研結(jié)果,建議將用量 25%~30% 的米柔乳霜逐步替換為同類型產(chǎn)品的萬方乳霜。基于當前替換建議的可行性基礎,需在實驗室環(huán)境中對米柔與萬方進行性能對比研究,為全面替代提供依據(jù)。
以重坨打漿至 35°SR 的漿料為原料制備實驗室保濕紙,過程中漿內(nèi)添加 20kg/t 漿的濕強劑2,在此條件下,考察現(xiàn)有的2種乳霜對實驗室保濕紙保濕性的影響,結(jié)果見圖5。由圖5可知,增加乳霜用量能提高實驗室保濕紙的保濕性,乳霜用量從 25% 提高到50% ,含萬方保濕紙的保濕性從 80.8% 提高到 83.3% ,含米柔保濕紙的保濕性從 78.1% 提高到 82.0% 。不難看出,萬方對實驗室保濕紙起到相對更好的鎖水保濕功能;但是同一種乳霜,乳霜添加率的增加帶來的保濕性增益不高,且還會增加生產(chǎn)成本[14]。
表1不同PAE型濕強劑對實驗室原紙物理強度的影響
Table1 Effects of different PAE agents on the physical property of lab-grade base tissue
圖4不同濕強劑實驗室保濕紙的保濕性
圖5不同乳霜種類和用量的實驗室保濕紙的保濕性
Fig.5Moisture-lockingperformance of lab-grade moisturizing tissue under different dosagesand types of cream
此外,實驗過程中發(fā)現(xiàn),萬方乳霜的液滴更細膩,噴霧更均勻。乳霜外觀形態(tài)見圖6。由圖6可知,在顯微鏡下,萬方的顆粒粒徑更小且分布更均一。因此,萬方具備更優(yōu)的工藝適配性,建議用量 25% 左右,作為替代方案的優(yōu)先選項。
2.2生產(chǎn)試驗
2.2.1 磨漿工藝的優(yōu)化
實驗室研究結(jié)果顯示,打漿度、打漿方式、濕強劑種類和用量、乳霜種類和用量等對保濕紙的鎖水保濕性能均有影響?,F(xiàn)場調(diào)試是在既定原料結(jié)構(gòu)下進行,主要優(yōu)化打漿工藝,對長纖盤磨及勻整磨的功率輸入、配漿流量及回流量等進行調(diào)整,在強化打漿,平衡保濕紙強度、松厚度、柔軟度的同時,提升保濕紙鎖水保濕性能。
圖6乳霜的外觀形態(tài)
Fig. 6Optical microscopy diagrams of cream
主要的生產(chǎn)線調(diào)試過程分2次進行,詳見表2。第1次調(diào)試只調(diào)低了勻整磨的功率,勻整磨后漿料的打漿度維持在 ,試產(chǎn)原紙起皺率保持 25% 不變。此時的試產(chǎn)原紙不僅強度未損失,松厚度從5.07m3/g 提升至 5.83m3/g (表3,生產(chǎn)端下機即時檢測數(shù)據(jù)),有利于提高后續(xù)乳霜輥涂過程中,乳霜在原紙中的滲透,有助于保濕性的提高。但該條件下僅運行了 2~3h ,穩(wěn)定后便進行了第2次調(diào)試。
第2次調(diào)試將長纖盤磨功率配置由單臺 75kWh/t 調(diào)整為2臺 40kWh/t 串聯(lián)運行,調(diào)整勻整磨的實際運行功率在 18kWh/t 左右,并相應地調(diào)整了配漿流量與回流量。檢測數(shù)據(jù)顯示長纖 2# 盤磨后漿料的打漿度從
表2試產(chǎn)原紙生產(chǎn)線主要調(diào)試過程
Table2 Main debugging process of base tissue
表3調(diào)試前后試產(chǎn)原紙的物理強度變化(紙機下機狀態(tài))
28°SR 降至 25°SR ,濕重由 8.02g 升至 8.48g ;同時漿料纖維平均長度由 1.23mm 顯著提升至 1.38mm (圖7)。該纖維長度增長與濕重增加形成正向關(guān)聯(lián),驗證了雙機串聯(lián)功率分配模式對纖維形態(tài)的優(yōu)化效應。此外,由于起皺率也會影響后續(xù)輥涂在紙面上的乳霜均勻分布程度,從而影響試產(chǎn)保濕紙的鎖水保濕性能。在兼顧試產(chǎn)級原紙強度、松厚度等因素的前提下,適當降低其起皺率,由 20%~25% 調(diào)整為 20%~22% 。如表3所示,在相近的定量和起皺率下,第2次調(diào)試兼顧了試產(chǎn)原紙的強度和松厚度,關(guān)鍵性能指標呈現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化特征;試產(chǎn)原紙的纖維交織結(jié)構(gòu)也更加均勻(圖8)。第2次調(diào)試后試產(chǎn)原紙的產(chǎn)量從調(diào)試前的 6.8t/h 增長為調(diào)試后的 7.2t/h ,產(chǎn)量提升了 0.4t/h ,電耗從調(diào)試前的 101.0kWh/t 紙變?yōu)檎{(diào)試后的 106.9kWh 紙,噸紙電耗僅上升 5.9kWh ,實現(xiàn)品質(zhì)與效益的同步提升。
圖7第2次調(diào)試對纖維平均長度的影響
Fig.7Effects of the second debugging on the average fiber length
2.2.2 調(diào)試前后試產(chǎn)原紙及保濕紙性能對比
表4為試產(chǎn)前后試產(chǎn)原紙和保濕紙的保濕性和物理性能。如表4所示,相比于對標樣原紙(某公司市售紙樣),基準樣原紙(某公司生產(chǎn)紙樣)的各項關(guān)鍵性能(如抗張指數(shù)、柔軟度和橫向吸液高度),均有待提高;雖然基準樣保濕紙的物理性能與對標樣保濕紙相近,但基準樣保濕紙的乳霜添加量為 2.10g/m2 和添加率 14.5% ,低于對標樣保濕紙的 2.6g/m2 添加量及18.3% 添加率,這是由于一定張力下輥涂乳霜,基準樣原紙對乳霜的吸收性能低引起的。
圖8調(diào)試前后試產(chǎn)原紙的漿團分布圖
Fig.8Floc image of trial-produced base tissuebefore and after debugging
第1次調(diào)試后(以下簡稱調(diào)1樣)和第2次調(diào)試后(以下簡稱調(diào)2樣)分別取樣,在標準大氣條件下檢測。2次調(diào)試后的試產(chǎn)原紙的松厚度、縱向干抗張指數(shù)、橫向干抗張指數(shù)、柔軟度、橫向吸液高度均有改善(表4),接近或達到對標樣原紙;縱向濕抗張指數(shù)低于對標樣,這主要與濕強劑種類、用量有關(guān);調(diào)2樣伸長率低與起皺率降低有關(guān)。
對調(diào)1樣和調(diào)2樣的原紙輥涂米柔乳霜得到相應的保濕紙,同等輥涂工藝下,乳霜添加量由基準樣保濕紙的 2.1g/m2 提高到調(diào)1樣保濕紙的 2.8g/m2 及調(diào)2樣保濕紙的 5.2g/m2 ,相應的乳霜添加率由基準樣保濕紙的 14.5% 提高到調(diào)1樣保濕紙的 20.1% 及調(diào)2樣保濕紙的 36.9% ,遠高于對標樣的 2.6g/m2 添加量及18.3% 的添加率。
表4調(diào)試前后試產(chǎn)原紙和保濕紙的物理性能
Table 4Physical property of trial-produced base tissue and moisturizing tissue before and after debugging
圖9調(diào)試前后的試產(chǎn)級保濕紙的乳霜用量及保濕性
Fig.9Cream dosages and moisture-locking performance of trial-produced moisturizingtisue before and afterdebugging
調(diào)1樣和調(diào)2樣的保濕紙的縱向濕抗張指數(shù)、柔軟度和橫向吸液高度均接近或優(yōu)于對標樣保濕紙(表4)。生產(chǎn)調(diào)試后的保濕紙米柔乳霜輥涂量更高,使保濕紙的強度降低較多,這也解釋了為什么調(diào)1樣和調(diào)2樣的原紙縱/橫向干抗張指數(shù)高,但其相應的保濕紙的縱/橫向干抗張指數(shù)相對較低。保濕紙在60°C 烘箱分別干燥1、2、 3h ,試產(chǎn)保濕紙的保濕性均遠高于基準樣和對標樣保濕紙, 1h 保濕性由基準樣保濕紙的 46.0% 提高到調(diào)1樣的 68.1% 及調(diào)2樣的70.8% ; 2h 保濕性由基準樣保濕紙的 42.2% 提高到調(diào)1樣的 65.8% 及調(diào)2樣的的 67.5% ; 3h 保濕性由基準樣保濕紙的 35.7% 提高到調(diào)1樣的 60.1% 及調(diào)2樣的 63.3% ;遠高于對標樣保濕紙1、2及 3h 下測得的保濕性 52.7% 、 50.0% 及 46.6% 。
綜上所述,2次調(diào)試后的試產(chǎn)原紙的各項性能較基準樣原紙?zhí)嵘@著,已接近或達到對標樣水平;在同等輥涂工藝條件下,調(diào)試后的試產(chǎn)原紙的乳霜吸收效率同步優(yōu)化,其中調(diào)1樣保濕紙的乳霜添加量和添加率與對標樣保濕紙相接近,但調(diào)1樣保濕紙的保濕性遠高于對標樣保濕紙,這表明通過生產(chǎn)調(diào)試,在維持成本可控的前提下,保濕紙鎖水保濕性能得到大幅提升。生產(chǎn)線是一個復雜的系統(tǒng)工程,后續(xù)需要結(jié)合實驗室研究結(jié)果對其他各項影響因素循序漸進長期不斷地驗證優(yōu)化。
3結(jié)論
3.1實驗室研究結(jié)果顯示,鎖水保濕性能在低打漿度范圍內(nèi)隨打漿度的上升而提升,低負荷打漿更有利于提升實驗室保濕紙的保濕性,當打漿度為 35°SR 時,保濕性達到最高, 83.8% 。以重坨打漿至 35°SR 的漿料為原料制備實驗室原紙,過程中分別漿內(nèi)添加
20kg/t 漿的濕強劑1,和相同用量的濕強劑2,比較濕強劑和乳霜的種類和用量對實驗室原紙和保濕紙性能的影響。檢測數(shù)據(jù)顯示作為低氯PAE,含濕強劑2的實驗室原紙的濕抗張指數(shù)和濕/干抗張指數(shù)比分別為 5.44N?m/g 和 13.6% ,遠大于含濕強劑1時的相應值,添加濕強劑2使實驗室保濕紙達到相對更好的保濕性至 80.8% 。隨著濕強劑2用量的增加,實驗室保濕紙的保濕性逐漸降低,當濕強劑2的用量為 30kg/t 漿時,實驗室保濕紙的保濕性降為最低的 77.3% ,這是由PAE濕強劑的作用原理導致的。乳霜萬方對實驗室保濕紙起到相對更好的鎖水保濕功能,萬方添加率 25% 時,該實驗室保濕紙的保濕性為 80.8% ,但是乳霜添加率的增加帶來的保濕性增益不高。
3.2基于實驗室研究結(jié)果,在既定原料結(jié)構(gòu)下進行生產(chǎn)調(diào)試,調(diào)整長纖盤磨功率、勻整磨功率、配漿流量及回流量等,同時還對起皺率進行了微調(diào)。2次調(diào)試后的試產(chǎn)原紙的松厚度、縱向干抗張指數(shù)、橫向干抗張指數(shù)、柔軟度、橫向吸液高度較基準樣原紙?zhí)嵘@著,接近或達到對標樣原紙;相應的試產(chǎn)保濕紙的保濕性均遠高于基準樣和對標樣保濕紙, 1h 保濕性由基準樣保濕紙的 46.0% 提高到調(diào)1樣的 68.1% 及調(diào)2樣的 70.8% ; 2h 保濕性由基準樣保濕紙的 42.2% 提高到調(diào)1樣的 65.8% 及調(diào)2樣的67.5% ; 3h 保濕性由基準樣保濕紙的 35.7% 提高到調(diào)1樣的 60.1% 及調(diào)2樣的 63.3% ;遠高于對標樣保濕紙1、2及 3h 下測得的保濕性 52.7% 、 50.0% 及46.6% 。通過生產(chǎn)調(diào)試表明,在維持成本可控的前提下,保濕紙鎖水保濕性能得到大幅提升。
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(責任編輯:董鳳霞)