食品包裝原紙施膠工藝的應用研究

畢衍金，齊根望，趙淑晶，顏曉鶯

（山東泉林紙業有限責任公司, 山東 高唐 252800）

隨著特種紙功能的不斷提升和環保意識的不斷加強，市場上出現了代替塑料液體飲料包裝的紙類產品（例如液體包裝紙）。此類產品具有高附加值、可回收循環利用、綠色環保等優點。

由于在制作成各種形狀（例如枕形、磚形等）的包裝盒之前，液體包裝原紙要經過多次的復合，要通過過氧化氫處理（原紙的施膠效果已不能僅僅從抗水能力來表征，而出現另一個原紙指標：抗過氧化氫的能力，即邊吸水。邊吸水就是紙張在單位周長單位厚度上所吸收的過氧化氫的量，單位為kg/m2）；而且罐裝液體飲料包裝盒在運輸、儲存時須具備抵抗液體滲透的能力，對抗水要求較高，需重施膠。由以上兩點可見液體包裝原紙的施膠尤為重要。

1 原料和試驗方法

1.1 試驗原料

試驗所用漿料比例：針葉漿和闊葉漿分別為30%和70%，混合打漿度為42～45oSR；AKD和松香膠為依卡化學品公司提供，陽離子淀粉、Al2(SO4)3市場采購；P47助留劑為汽巴公司提供。

1.2 工藝流程

漿料→陽離子淀粉→AKD→Al2(SO4)3→陽離子分散松香膠→P47

1.3 測試方法

依據相關國家和行業標準及美國TAPPI標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 添加方式的選擇

AKD的的添加在濃漿處，在漿中停留時間要短，所以生產過程中AKD在紙機漿池或提漿泵入口，其施膠的pH范圍為6.8～8.5；陽離子分散松香膠施膠的pH范圍為4.0～8.5，而濕部的pH一定要在7.0以上。本試驗pH確定為7.0～7.2，系統的pH應用硫酸鋁來調節，同時在線添加硫酸鋁用以協助松香膠完成與纖維間的固著。它必須遠離陰離子化學品的添加點，一般在沖漿泵的入口。各樣品添加方式見圖1。

圖1 樣品加入點

2.2 陽離子松香膠適宜用量的確定

固定AKD用量為0.5%，分別按0.25%、0.30%、0.35%、0.40%的用量加入陽離子松香膠，以確定陽離子松香膠的適宜用量。所得數據見表1、圖2。

表1 陽離子松香膠用量試驗數據表

圖2 陽離子松香膠用量曲線

從表1、圖2可知，固定AKD用量后，隨著陽離子松香膠用量的增加，邊吸水不但沒有下降，反而升高。這可能是由于陽離子松香膠、AKD以及助留劑P47均為陽離子型，整個施膠系統偏陽性，增加松香膠用量，陽性增強，AKD留著率降低，致使整體施膠效果下降，因此在能達到施膠要求的前提下，為保證AKD的留著率，應控制松香膠的加入量。綜上所述，可以確定在此施膠系統中陽離子分散松香膠的適宜用量為0.30%。

2.3 AKD的適宜用量確定

漿料配抄同上。現將陽離子松香的用量固定為0.4%(對絕干漿而言，以下類同)，并選擇AKD用量分別為0.20%、0.30%、0.40%、0.50%進行AKD的施膠曲線試驗。試驗數據見表2、圖3。

表2 AKD用量試驗數據表

圖3 AKD用量曲線

從表2、圖3可以看出：隨著AKD用量的增加，邊吸水數值降低，施膠效果比較明顯；當AKD用量為0.40%時，邊吸水指標均達到了最佳值；繼續增加AKD用量，施膠效果不再有明顯提高。因此，可以確定AKD的適宜用量為0.40%。

2.4 液體包裝原紙的抄造和應用

根據選定的添加方式、適宜的施膠劑用量和抄造工藝，在紙機上進行液體包裝原紙的抄造試驗，邊吸水結果見表3。

表3 原紙的邊吸水檢測表

從表3原紙的邊吸水結果看出，均達到了生產標準；經過液體包裝廠家的復檢、試用，雙元施膠效果良好。

3 結束語

（1）使用雙元施膠系統要注意控制系統的pH在7.0～7.2，選擇AKD和陽離子松香膠的最佳pH施膠范圍，以達到最好效果；

（2）試驗過程中，隨著AKD用量的增加，原紙的邊吸水逐漸降低，但是當達到一定用量時，邊吸水變化不大；而陽離子松香膠達到一定用量時，繼續增加用量，邊吸水反而降低。

（3）采用0.40%AKD和0.30%陽離子松香膠雙元施膠系統施膠，能夠達到液體包裝原紙對過氧化氫邊吸水的指標要求，生產原紙的邊吸水均能在標準之內，而且復合過程反映良好。