薄頁紙起皺新方法的研究與應用

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）

薄頁紙起皺新方法的研究與應用

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)品一方面通過加入起皺促進組合物，粘合助劑和粘合抑制劑等物質，改善薄頁紙的性能；另一方面通過改變對楊克烘缸的粘合力和起皺百分比以改進所得產(chǎn)品的柔軟性，使起皺產(chǎn)品獲得益處。通過該項目研究的方法制成的皺紋薄頁紙制品能用于高強、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。

薄頁紙；起皺；楊克烘缸

薄頁紙是定量在22g/m2以下的一類紙的統(tǒng)稱，紙質薄而柔軟，可用任何漿料(包括廢紙漿)在造紙機上抄造而成。薄頁紙用途廣泛，包括衛(wèi)生紙、薄頁包裝紙、郵封紙、薄頁有光紙、蠟紙原紙等。長期以來許多造紙企業(yè)采用起皺劑和起皺化學來達到薄頁紙起皺的效果，但是該方法已無法順應時代發(fā)展需要，進而我司研究了一種新的薄頁紙起皺方法。

項目開發(fā)一種由干起皺工藝制備的皺紋薄頁紙，紙幅首先成型在長網(wǎng)上，在長網(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，達到基本干燥狀態(tài)后將其轉移至楊克烘缸表面起皺。通常，楊克烘缸表面的天然圖層會引起產(chǎn)品外觀和性能變差，并且紙頁的強度低，干擾操作，使得難以卷成足以整齊的無褶皺卷。

1 項目技術難點及工藝流程

1.1 核心內容

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

1.2 技術難點

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

項目單獨向處于稀釋懸浮液狀態(tài)的造紙漿中加入起皺促進組合物的成分，在加入陽離子淀粉之前加入化學粘合抑制劑，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構的那部分表面上。

1.3 工藝流程

1.3.1 起皺促進組合物添加路線

添加起皺促進組合物→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 薄頁紙生產(chǎn)路線

1.4 技術成果的先進性、成熟性

公司開發(fā)的薄頁紙，成紙定量、緊度、白度、裂斷長和撕裂指數(shù)等方面均較國內的薄頁紙指標更好。國內主要生產(chǎn)廠家薄頁包裝紙技術性能指標對比分析表見表1。

項目起皺刮刀對著楊克烘缸設置，沖擊角為80°-85°。研發(fā)的薄頁紙應達到GB/T 22813-2008中14g合格品的要求，如表2規(guī)定。

項目使用起皺促進組合物進行薄頁紙的生產(chǎn)，產(chǎn)品指標達到GB/T 22813-2008中14g合格品的要求。開發(fā)一種新的薄頁紙起皺方法，包括添加造紙纖維和改善起皺促進組合物。該起皺促進組合物具有提高生產(chǎn)率的潛力。通過使用粘合抑制劑、陽離子淀粉和羧甲基纖維素可得到既具有強度又具有柔軟性的皺紋薄頁紙。成紙健康、環(huán)保，對人體無危害，柔軟性好。項目紙品緊度好，強度高，柔軟性好。經(jīng)科學技術部西南技術中心查新中心查新，在國內外公開發(fā)表的文獻中未見相同的文獻報道，該新產(chǎn)品屬國內首創(chuàng)。

表1 薄頁包裝紙技術性能指標對比分析

表2

2 項目開發(fā)內容及創(chuàng)新點

2.1 研究內容

項目采用楊克式烘缸，借助使用熱空氣循環(huán)干燥罩，將起皺刮刀對著楊克式烘缸設置，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和過量的涂層。項目采用再生漿和長纖維漿為原料制備紙漿，并在稀釋紙漿中加入起皺促進組合物，促進紙幅起皺過程，起皺過程包括：將配料沉積在帶孔表面如長網(wǎng)上，并且通過重力脫水，壓榨，以及蒸發(fā)而從該配料中除去水；將半干狀態(tài)的紙頁粘結到楊克烘缸的表面，通過蒸發(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使得產(chǎn)品外觀和性能差，紙頁的強度低，干擾操作，從而難以卷成足已整齊的無折皺的卷。對此，項目在薄頁紙起皺過程中加入粘合力促進劑來補充粘合力。

2.2 關鍵技術

在產(chǎn)品試制過程中，針對薄頁紙起皺特性對薄頁紙的生產(chǎn)工藝進行了以下幾個方面的調整和嘗試。

2.2.1 楊克烘缸優(yōu)化

采用揚克式烘缸，借助使用熱空氣循環(huán)的干燥罩，其設置在揚克式烘缸上方，以便進一步促進干燥操作；至少一個懸掛噴淋器與揚克式烘缸并置。將起皺刮刀對著揚克式烘缸設置，以便使刮刀和烘缸表面之間產(chǎn)生一沖擊角。可以使用任選的清洗刮刀，以便從揚克式烘缸的表面上除去積累的雜質和過量的涂層。

2.2.2 起皺工藝優(yōu)化

開發(fā)一種由干起皺工藝制備的皺紋薄頁紙，紙幅首先成形在多孔的成形載體如長網(wǎng)上，在長網(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，達到基本干燥狀態(tài)后將其轉移至楊克烘缸表面起皺。由于纖維結構對揚克烘缸的粘附程度與紙幅的干燥有關，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行操作。

2.2.3 起皺助劑原料配比

單獨的向處于稀釋懸浮液狀態(tài)的造紙漿中加入起皺促進化合物的成分。在加入陽離子淀粉之前加入化學粘合抑制劑，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，通常施加至揚克式烘缸的表面上，以進一步促進粘附/起皺過程。加入起皺促進組合物，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）的陽離子淀粉；其中所說的粘合抑制劑與羧甲基纖維的比率為1:5至約5:1。

2.3 試驗數(shù)據(jù)與結論

在皺紋紙工藝中，減少皺紋造紙工藝的起皺百分比（紙幅在起皺過程中按透視法縮小的量）使得紙幅從該工藝到起皺刮刀運行中其定量增加，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數(shù)。項目薄頁紙通過添加起皺組合物，降低起皺百分比，實現(xiàn)低定量薄頁紙生產(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%的粘合抑制劑對最終產(chǎn)品定量的影響，實驗結果見表3。

從表3中試驗數(shù)據(jù)分析，粘合抑制劑投加量大于0.6%時薄頁紙定量開始有所增加，產(chǎn)品裂斷長（縱橫平均）呈現(xiàn)下降趨勢，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最終產(chǎn)品定量的影響，實驗結果見表4。

從表4中試驗數(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%陽離子淀粉對最終產(chǎn)品定量的影響，實驗結果見表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 陽離子淀粉投加量

從表5中試驗數(shù)據(jù)分析，陽離子淀粉投加量大于4.0%時產(chǎn)品定量大于15.0 g/m2，無法滿足薄頁紙要求，當陽離子淀粉投加量為2.0%時薄頁紙定量為13.1 g/m2，裂斷長為2.55km，產(chǎn)品性能最佳，因此陽離子淀粉最佳投入量為2.0%。

3 結論

（1）用蒸汽加壓以提供一個熱表面用以在造紙工藝結束時完成紙幅的干燥。

（2）項目將起皺刮刀對著揚克式烘缸設置，通過上下滑動調整座可調整刮刀軸位置，便于除去揚克式烘缸表面積累的雜質和過量的涂層，提高刮刀使用壽命和去皺效果。

（3）起皺過程中加入造紙纖維和生物可降解的起皺促進組合物。起皺促進組合物為生物可降解的粘合抑制劑，具有環(huán)保的作用，使用起皺促進組合物可提高產(chǎn)品強度，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）項目在保證不增加最終產(chǎn)品定量的情況下，通過降低皺紋造紙工藝的起皺百分比來提高紙幅定量。

該項目生產(chǎn)的薄頁紙產(chǎn)品定量低，銷售價格合理，產(chǎn)品性價比高，極具市場競爭力，同時起皺促進組合物健康、環(huán)保，符合消費潮流。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，符合國家造紙產(chǎn)業(yè)政策要求，生命力強。產(chǎn)品引領社會消費觀念，性價比高，產(chǎn)業(yè)化后市場前景廣闊。

[1]普羅克特和甘保爾公司.柔軟皺紋薄頁紙[P].中國專利號：CN95197490.4, CN96193828.5.

[2]普羅克特和甘保爾公司.起皺粘結劑和薄頁紙的起皺方法[P].中國專利號：CN98803551.0.

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

[4]寶潔公司.具有暫時濕強度的柔軟薄頁紙[P]. 中國專利號：CN98814077.2.

[5]濰坊永新紙業(yè)有限公司.一種薄頁紙造紙工藝[P]. 中國專利號：CN201110413513.1.

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

TS758

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1007-550X（2015）07-0050-05