環境友好型高濕強紙張疏解劑

具有濕強度的紙張在回收利用時，碎解過程中需要使用氧化類疏解劑。傳統的疏解劑為次氯酸鹽助劑，但這并非理想的疏解劑，因為此類助劑不利于環境保護，且會產生可吸收有機鹵化物（AOX）。與此相比，過硫酸鹽更為環保，但其疏解效果有限，且存在其他的一些缺點，例如會導致紙張發黃。凱米拉開發了一種新型的環境友好型疏解劑FennoSpec 9368。該產品以過碳酸鈉為原料，可替代傳統疏解劑，成本適宜，且無明顯缺點。

1 傳統漿料疏解劑的風險和缺點

處理濕強損紙或高濕強廢紙纖維是一項極具挑戰的工作。高速機械剪切、高溫處理、氫氧化鈉處理等傳統方法并不能在合理的碎解時間內提供完全分散均勻的紙漿，尤其是針對老化的加工紙損紙其效果不甚理想。對于高濕強紙張，需要添加氧化性助劑來碎解由濕強樹脂帶來的較強的結合。

盡管目前次氯酸鈉用作疏解劑的效果并不理想，但其用于濕強紙的碎漿已具有較長的歷史。次氯酸鹽是一種有毒的化學試劑，需要進行特殊處理，而且會產生游離氯，從而導致金屬腐蝕，同時在紙張和廢水中產生可吸收有機鹵化物（AOX）。如果碎漿后殘余的次氯酸鹽未得到精確的控制，濕部系統攜帶的Cl會破壞部分濕強樹脂，降低效率。較高含量的游離氯會對揚克缸涂布和設備運行產生負面影響。

由于環保和安全等問題，次氯酸鹽用于碎漿的趨勢逐步下降，尤其是在制度嚴苛的歐洲地區，次氯酸鹽的應用更是受到了限制，但是仍有許多衛生紙生產商使用此類助劑。歐洲地區即將實施的新的AOX法規將迫使衛生紙生產商尋找合理的替代助劑。2018年9月實施的歐盟指令2010/75/EU對濕強紙造紙廢水的AOX限制值進行了下調，由原來的150 g/t降低至 50 g/t。

直至近期，過硫酸鹽是替代次氯酸鹽用于濕強紙回收利用的唯一疏解劑。過硫酸鹽大多是以粉體的形式供應。與次氯酸鹽相比，過硫酸鹽更加環保（不含Cl），但也存在一些其他的缺點。過硫酸鹽粉體溶解速度慢，且氧化能力比次氯酸鹽差，因此需要較長的碎漿時間和較高的溫度。此外，碎漿時需要加入燒堿（氫氧化鈉）以獲得更好的效果，但這會導致纖維堿性發黃。有報道稱過硫酸鹽也會對涂布性能帶來負面影響。

2 一種新型環境友好型碎漿助劑

凱米拉公司開發的FennoSpec 9368環保型疏解劑可替代次氯酸鹽。該產品以過碳酸鈉為主要原料，以顆粒狀供貨（如圖1所示），產生粉塵的傾向低，產品每袋10 kg，包裝用可回收的白色紙袋，因而使用時產品連同包裝袋可一起直接置于碎漿機碎解而無需打開包裝袋。該產品兼具堿和氧化劑的特性，溶解較快，會釋放碳酸鈉和過氧化氫到溶液中。這會為系統提供堿性（pH為9～10）并具有氧化特性，為降解紙張中的濕強劑提供有利條件。

圖1 供貨的顆粒狀FennoSpec 9368

該產品的主要優勢是其優異的環保特性，不會產生任何有害殘留物，碎漿后只有水和碳酸鈉殘留，因此不會產生AOX。目前該產品已獲得所有主要的環保和監管部門的批準。

與過硫酸鹽相比，FennoSpec 9368的優勢還包括較快的溶解速度，這有助于縮短碎漿時間。圖2是由碎漿機碎解15 min后的漿料抄造的手抄片照片，其中：左圖為未加碎漿助劑的紙漿手抄片照片，中圖為每噸干損紙添加10 kg過硫酸鹽疏解劑后的碎解漿手抄片照片，右圖為每噸干損紙添加10 kg FennoSpec 9368的碎解漿手抄片照片。

圖2 拍攝的手抄片照片

由圖2的右圖手抄片可以看出，手抄片中纖維分布均勻，這表明與空白和添加過硫酸鹽相比，添加FennoSpec 9368碎漿后的纖維分散性更好，FennoSpec 9368代替過硫酸鹽后碎漿效率將大幅提升。

FennoSpec 9368不需要額外添加燒堿，因為其自身pH可達9～10。當該產品作用于難以碎解的紙漿時，例如老化的加工損紙或利樂包裝紙，燒堿的添加能夠進一步提升FennoSpec 9368的作用效果。圖3所示為利樂包裝紙分別添加FennoSpec 9368與過硫酸鹽助劑、碎漿15 min后手抄片的抗張指數對比。

圖3 利樂包裝紙碎漿15 min后手抄片的抗張指數

抗張指數越高表明漿料碎解效果越好。現有的過硫酸鹽粉末（參比）需要加入燒堿調節pH至11。FennoSpec 9368自身的pH為9.5，可加速碎漿流程，如利用燒堿調節pH至10.5可進一步改善碎漿效率。

高溫有利于碎漿，該產品溶解速度快，且過氧化物更具活性。總之，FennoSpec 9368在溫度35℃以上、pH≥9.5條件下可獲得高效的碎解效果。通常，溫度越高，反應越快。FennoSpec 9368需要的溫度低于過硫酸鹽粉末，過硫酸鹽需要在溫度70℃和pH為10以上的熱堿條件下才能發揮有效的疏解作用。

3 FennoSpec 9368產品的工廠試驗

FennoSpec 9368不僅適用于生活用紙的碎解，而且適用于利樂包裝紙、裝飾紙和標簽紙。對于加工紙損紙的處理也具有較好的效果。在適宜的碎漿條件下，FennoSpec 9368反應快，且能夠縮短碎漿時間或允許碎解更多的高濕強回收紙。FennoSpec 9368也許不能像過硫酸鹽一樣漂白紙漿，但是與過硫酸鹽和其他堿性產品不同的是，它可以原位釋放過氧化氫，可防止紙漿發生堿性泛黃。

以下為使用FennoSpec 9368碎解濕強損紙的工廠實例。

概況：該造紙企業的產品為廚房用紙、AFH紙巾紙、手帕紙、面巾紙和廁用紙；生產設備為雙層新月型紙機，機速為1 700 m/min，產量為6～8 t/h；生產原料為100%原生纖維，采用的化學品有濕強劑WSR[用量為 15～35 kg/t（紙）]和陰離子增強劑FennoBond 85E[用量為4～7 kg/t（紙）]。

需求：需采用安全環保的高效WS損紙疏解劑，禁止使用次氯酸鹽（不利于環保，且安全性差），不采用燒堿（會導致紙張發黃，且由于較高的水硬度會導致損紙體系中產生鈣沉積）。

解決方案及其優勢：采用FennoSpec 9368，用量為每噸干損紙30 kg，處理條件為時間70 min、溫度50℃、pH為10；高效疏解WS損紙；該解決方案不含氯、無粉塵，環境友好且安全，易于操作，較少的鈣沉積，可減少損紙生產線的停機次數。

4 總結

FennoSpec 9368是一種新型的環保型濕強紙碎漿疏解劑，可為衛生紙生產商提高經濟效益。該產品是安全性、環保性均較差的次氯酸鹽疏解劑的高效替代品，尤其適用于對AOX限制嚴苛的歐洲地區。FennoSpec 9368與其他如過硫酸鹽類的粉末狀疏解劑相比也具有明顯的優勢。