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1、高强瓦楞原纸的生产摘要:利用废纸生产高强度瓦楞原纸是市场经济发展的需要,但其生产过程是个复杂的系统工程,必须对从原料到制浆、抄纸等各个环节加以严格控制。关键词:高强度瓦楞纸;S 型水力碎浆机;中浓磨浆;助剂导言随着我国进入 WTO 的到来,对外贸易将大幅增长。我国生产的大批质优价廉物美的商品将从天空、海洋和陆路通向世界的每一个角落。这样将给我国包装行业提出新的要求,带来新的机遇。我国广大包装行业工作者要及时抓住机遇,迎接挑战。这对于很多中小型造纸企业来讲,那将是一次免遭淘汰的机遇,也是一次再创辉煌的机遇。在现代商品贸易中,包装材料发挥着对商品的保存、美化和保护的重要作用,而包装纸板占世界包装材
2、料的 37%左右。包装纸板市场近年经历了品种结构和产品规格的很大变化,以废纸为原料的包装纸板的份额逐步上升。包装行业在我国国民经济中排位由 80 年代初的第35 位上升到 1998 年的第 16 位,行业发展迅猛。但纵观全局,纸箱生产线以中低档水平为主,在品种、规格、性能、质量上还不能及时满足市场变化的要求,尤以高质量低定量的箱板纸及高强度的瓦楞原纸短缺,从近年统计数字来看,2000 年我国箱板纸产量为 370 万吨,其中牛皮箱板纸为 160 万吨,瓦楞原纸产量为 550 万吨,其中高强度瓦楞原纸产量为 150 万吨,而作为国内包装市场,高强度包装用纸及纸板进口的数量约占市场总需求量的一半。在
3、广东珠江三角洲包装市场,一方面是低档包装纸供大于求引发市场的剧烈竞争,2001 年上半年各厂家产品售价基本为成本价,但另一方面,高强度包装用纸大部分依靠进口来满足市场需求。厂家的生产目的不外为生产适销对路的产品,获取合理的利润,从此目的出发,现阶段用废纸生产普通瓦楞纸的厂家进行技术改造生产高档次的高强瓦楞纸和高强箱板纸势在必行。从市场接受程度来看,瓦楞纸最主要的物理指标环压强度和裂断长,应在国家标准 B 级到 A 级,才能称之为高强瓦楞纸。从笔者对多间瓦楞纸厂和纸箱生产厂的调研得出的结果,建议增加如下几个物理指标:(1)施胶度为了适应南方高温潮湿的气候和冷藏包装的需要,瓦楞原纸要有一定的施胶度
4、。(2)湿强度为了适应冷藏包装使包装纸箱在低温潮湿的环境下保持一定的抗压强度,瓦楞原纸应有较高的湿强度。(3)耐折度纸箱生产过程中需要压坑、压痕和折角,纸箱使用时需要摇盖,为了使压坑、折角和摇盖过程中不至造成裂痕,瓦楞原纸需要有一定的韧性和耐折度。对于瓦楞原纸的施胶度、湿强度和耐折度,仅为笔者个人意见,但在实践过程中,这几个指标有可能成为你的客户(纸箱厂)选购你的产品的决定因素。高强瓦楞纸的生产是一项复杂的系统工程,从废纸的选购、贮存到制浆、抄纸等各个工段环节都必须严格把关。瓦楞纸的主要物理指标为环压强度和裂断长,影响瓦楞纸强度的因素很多,纤维本身的质量、纤维之间的结合力、纸张的匀度、加入增强
5、剂的种类等为主要因素。1、废纸的选购与贮存为确保生产出高质量的高强瓦楞纸,选择适当的原料至关重要,选用原料时,应当选用木材纤维较多、纤维较长的废纸如美国 OCC 等为主,适量搭配部分其它废纸。废纸采购时,应严格控制杂质、水份和废纸中的 OCC 与杂纸的比例。购买回来的废纸应妥善储存,打包堆放和防雨通风,避免雨水侵蚀导致发霉变质、发热炭化。只有高质量的原材料,才可能生产出高质量的纸张。2、废纸的碎解在对废纸进行碎解之前,应该进行拆包分拣,因为废纸的成份复杂,杂物较多,如果在进入碎浆机之前把一些大的杂质挑拣出来,就会大大减轻碎解、筛选、净化设备的负担。美国 OCC 废纸纤维较长、强度较高,并且往往
6、含有较重的湿强剂和粘合剂,一般的水力碎浆机难以碎解。某厂使用一种新型的 S 型水力碎浆机利用水力剪切的原理,使纤维在旋刀的作用下互相之间产生磨擦而使废纸得到碎解。这种碎浆机投放市场的时间不长,它的特点是 S 型飞刀,双头碎解,双向出浆,碎解浓度高,产量大,能耗低,纤维切断少,金属、沙石、塑料、碎布等杂物不会被破坏,经一段时间后直接从底部排出。十分适合碎解美国 OCC 废纸和国内废低。一般 90kW2 容量的此类碎浆机,用9mm 的筛板,一天的生产能力为碎 OCC 原料 100 吨左右。要抄出高强度的瓦楞纸,废纸碎解是工艺过程中的第一步,必须选好合适的水力碎浆机。3、浆料的净化和除杂经碎解后的浆
7、料,必须经净化和除杂才能送至下一工序,净化和除杂的过程,一般先由高浓除砂器除去大的重的杂质,再经复式纤维分离机把关。有的厂家在复式纤维分离机后加用内流式高浓压力筛,筛选净化的效果更明显。复式纤维分离机的第一道筛板一般为孔型,第二道筛板应选用缝型波纹筛,筛缝的间隙以0.350.45mm 左右为宜,纤维分离机排出的轻重杂质经振筛除去后良浆回流到浆池,振筛筛板应选用孔型,至于孔的大小根据实际情况进行确定。4、浆料的浓缩、熟化及中浓磨浆废纸在碎解、净化和除杂过程中加进大量的水,为了提高磨浆的浓度,有必要对浆料进行浓缩处理。由于高强瓦楞纸对浆料净化要求不高,很多厂家将废纸浆经二级斜筛脱水浓缩已达到净化的
8、要求。以进口废纸为原料生产的废纸浆原料湿强度高,因此进磨之前纤维应有足够的吸水润胀时间。从废纸中来的胶粘物,经水力碎浆机碎解后不可能在除砂器、纤维分离机和压力筛、振筛中除去,所以有必要对浆料进行熟化。这一点十分重要,它是影响磨浆效果,提高产品质量节约用水的重要因素之一。有些厂家在磨浆机前添加胶粘物分散剂可降低浆中胶粘物的粘结性,经磨浆分散后可防止它继续凝聚成长,从而大幅度减轻胶粘物造成的纸页色班和粘网、粘辊、粘毛布等障碍发生。废纸经反复循环回用,本身纤维已经多次切断,有的细胞壁已严重角质化,如果在磨浆时再以切断为主,会大大降低纤维强度,从而降低纸张强度。以分丝帚化为主的中浓磨浆,利用纤维之间的
9、强烈磨擦使之达到磨浆效果,能有效地保持纤维本身长度、强度,为以后成纸的物理强度打下基础。以现有中浓磨浆技术,入磨时的浆料浓度控制在 10%12%左右磨浆效果最为理想。有的厂家因设备条件所限,入磨浆料浓度无法达到 10%12%,也要尽量控制在 6%以上,低于此浓度,磨浆效果大打折扣,一般生产厂家用斜筛脱水,浆料浓度可达 6%7%左右。在国内,中浓磨浆技术已经十分成熟,它是适应市场需要而开发出来的新技术,对纤维的良好保护性能解决了废纸经循环回用后成纸强度低的问题,经中浓磨浆生产的高强瓦楞纸为原料做成的纸箱,抗压强度随时间的衰变较小,纸箱抗蠕变性能也较高,并且节能效果显著。以 OCC 废纸为主要原料
10、抄造高强度瓦楞纸,一般控制打浆度在 3236SR 左右。5、浆料的施胶冷冻食品、果蔬食品的包装需要纸箱能防潮、保鲜,在低温高湿环境下有足够强度。这就要求对高强瓦楞纸进行添加湿强剂和施胶。一般用于冷藏作用的纸箱要求具有较高的施胶度,否则纸箱会由于吸潮而软化。有的厂家在生产高瓦时搭配一部分欧洲纸和本地废纸,因欧洲废纸和本地废纸含填料较多,纤维较杂。另外由于环保的要求,很多厂家对造纸废水处理后进行循环回用或部分回用,由于处理后废水偏酸和 SS、BOD 偏高,有时会影响松香的乳化、湿强剂的使用效果和施胶效果,因此在施胶时要把握好施胶剂用量及施加方法,特别要注意控制好施胶前后浆料的 pH 值变化。6、增
11、强剂的选用与施加成纸物理指标主要由纤维原料、打浆、纸页成型形式和压榨决定。选用合适的增强剂对提高成纸物理强度也起一定的作用,特别对于制造冷藏箱的高强瓦楞纸,湿强剂的选用就显得特别重要。随着造纸化学品的不断研制和开发,各种优良造纸助剂为广大造纸厂家提供广阔的选择余地。纤维本身带负电荷,因此选用助剂时应考虑电荷中和问题,市面上增强剂的种类很多,但从笔者的反复试验对比效果来看,改性三聚氰胺-甲醛树脂湿强剂效果比较理想,它能大幅度提高纸张的湿强度和干强度,助留助滤功能也较好,而且使用方便,所以在广东很多厂家使用改性三聚氰胺-甲醛树脂湿强剂。根据资料介绍,改性三聚氰胺-甲醛树脂与纸浆纤维的电荷符号不同,
12、树脂由于电荷吸引而附着于纤维的表面上,增加了纤维彼此之间的结合力,使纸的变形减少。除此之外,纸浆中含有三聚氰胺树脂,则纤维的膨润降低,这是纸张在干时和湿时的变形降低的基本原因。膨润、变形减少就意味着湿强度的增加。由于改性三聚氰胺-甲醛树脂对 Al2(SO)3 特别敏感,所以在施加时要加倍小心。一般情况下,如果浆料很干净,在施胶前施加改性三聚氰胺-甲醛树脂比较理想,但如果浆料比较脏(如用回用水制浆抄纸),施加三聚氰胺树脂就应该选在冲浆泵前或高位箱。另外由于三聚氰胺-甲醛树脂为离子型热固性树脂,它的熟化温度为120,所以适当提高最后一组缸的干燥温度对成纸物理指标提高很有作用,某厂曾作过这样的试验,
13、在初时试验中,加药试验样与空白试样对比物理指标提高不大,大约增加 10%左右。但该试样纸经纸板机起楞加工成纸箱后,其抗压强度比空白样大幅度增加。后经分析,由于试验时是在多缸机进行纸抄造,烘缸温度偏低,无法达到助剂的熟化温度,但当纸张在纸板机上机后,由于纸板机干燥温度一般都在120以下,干燥后的纸板强度得到大幅提高。为了进一步验证,又在另一机台上再进行对比试验,该机有三个圆网、三个大缸,第三缸烘缸温度在 120以上,结果试样品比空白样环压强度大幅提高。由此也可说明为什么有些加助剂纸厂与有些不加助剂的纸厂生产的瓦楞纸检测时物理指标相差不大,但在加工成纸箱后抗压强度却无法与采用改性三聚氰胺-甲醛树脂
14、作助剂的造纸厂家产品相比的原因。现代造纸条件下,经常使用高配比的二次纤维,由此而带来的“阴离子垃圾”也会恶化助剂的使用效果。新研制出来的两性聚丙烯酰胺,在其分子中既有阳离子基团,又有阴离子基团,其增强和助留助滤作用好于单独使用阳离子型高分子,更好于阴离子型高分子。7、纸页的成型、压榨及干燥经施胶加助剂后的浆料泵送到纸机进行抄纸,在上网之前有条件的厂家最好对浆料再进行一次净化,可采用白水泵后至除砂器再到立筛的工艺流程,立筛筛胆采用波纹筛,以除去大部分热熔胶,以免抄出来的纸张经干燥后成为色班,影响纸张外观。纸机不论采用何种上网形式,一定要提高纸页的匀度,匀度差的纸页谈不上好的物理指标。这要在网部上
15、多下功夫,调节好浆速与网速的关系及上网压力,寻找合适的伏辊偏心距等等。压榨部的作用除了降低进入干燥部的水份之外,还可以通过压榨辊的挤压作用,压近纤维之间的距离,起到提高纤维之间结合力的作用,必要时可施加造纸层间结合增强剂。它对纸页层间结合力和提高纸张湿强度和干强度也有一定的帮助。笔者认为,压榨部的线压力应尽量高。干燥部,多缸的干燥作用比较缓和,温升曲线好,成纸在两面性、卷曲性等方面都要比单缸或两、三缸好。但纸页紧度和挺度偏低,如果在二、三组缸之间增加大缸,纸张会更加平滑。有的厂家在干燥部增加一道半干压榨,对于提高纸张的紧度、挺度和环压强度也有一定作用。在实践过程中,每一个厂家都有很多经验,本文仅供参考。各厂家应根据本厂实际情况制订出切实可行的实施细则,以生产出质量上乘的高强瓦楞纸。
