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AKD中性施膠在特種包裝紙中的應(yīng)用研究 

2007/8/10 15:04:24 人評(píng)論

      摘 要:研究了AKD的施膠機(jī)理及其在特種包裝紙中的應(yīng)用?! “殡S著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和進(jìn)步,人們對(duì)特種包裝紙的質(zhì)量要求越來(lái)越高,用途也日益廣泛,傳統(tǒng)松香施膠工藝的特種包裝紙已難以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。在過(guò)去10年中造紙濕部化學(xué)研究的一個(gè)主要趨勢(shì)是完成了從酸性施膠到中性施膠的轉(zhuǎn)化。紙張?jiān)谥行允┠z的高pH值條件下進(jìn)行抄造,優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備的腐蝕性減少,纖維能獲得良好的潤(rùn)脹,強(qiáng)度大大提高,填料含量提高,紙幅干燥容易,車(chē)速提高,產(chǎn)量增加,能耗降低,污染減少,并且不使用硫酸鋁避免了成紙的返黃、發(fā)脆現(xiàn)象,便于紙張長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期保存。AKD中性施膠就是其典型代表之一。據(jù)報(bào)道,早在1997年全球文化紙生產(chǎn)采用中性施膠的,歐洲為95%、北美為72%~75%、日本為35%。中國(guó)1986年開(kāi)始使用進(jìn)口AKD抄造中高檔紙,并獲得成功。    民豐特紙公司雖有70多年的歷史,但在特種包裝紙生產(chǎn)中仍采用傳統(tǒng)的酸性施膠工藝。特種包裝紙是民豐特紙公司系列包裝用紙的主導(dǎo)產(chǎn)品之一,其最終產(chǎn)品主要出口韓國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家和臺(tái)灣地區(qū)。最近用戶(hù)多次反映特種包裝紙存在易返黃、發(fā)脆問(wèn)題,印刷、貯存后外觀質(zhì)量差,影響顧客的正常使用。通過(guò)AKD中性施膠技術(shù)在特種包裝紙中的應(yīng)用研究,不僅解決了用戶(hù)反映的問(wèn)題,而且也擴(kuò)大了產(chǎn)品原料的可選擇性,使特種包裝紙內(nèi)在質(zhì)量、外觀、手感等都有了很大改觀,同時(shí),生產(chǎn)成本降低、廢水污染負(fù)荷下降。1 AKD的施膠機(jī)理AKD是烷基烯酮二聚體的簡(jiǎn)稱(chēng),屬纖維反應(yīng)型合成施膠劑,在堿性條件下,其反應(yīng)型官能團(tuán)能夠和纖維素上的羥基發(fā)生反應(yīng),形成共價(jià)鍵結(jié)合并固著在纖維上,在纖維表面形成一層穩(wěn)定的薄膜,使纖維由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?從而紙張獲得抗水性。AKD雖具有能夠直接和纖維素羥基反應(yīng)的官能團(tuán),但在紙機(jī)濕部二者基本不發(fā)生反應(yīng)。AKD乳液加入漿料中以后,施膠劑粒子僅分散在漿料體系中,多個(gè)施膠劑粒子能夠形成比較大的附聚團(tuán),這些附聚團(tuán)和單個(gè)的施膠劑粒子吸附在細(xì)小纖維、填料和纖維表面,上網(wǎng)后隨著細(xì)料的留著而留著在濕紙頁(yè)中,此時(shí)AKD只是以靜電吸附和游離形式存在,其和纖維素之間的共價(jià)鍵還沒(méi)有形成。在干燥部,隨著紙頁(yè)中水分逐漸減少,受干燥溫度的影響AKD粒子熔化而在纖維表面擴(kuò)展開(kāi),分子具有反應(yīng)性的官能團(tuán)朝向纖維,疏水基部分向外,朝向纖維的反應(yīng)性官能團(tuán)與纖維素的羥基發(fā)生反應(yīng)形成共價(jià)鍵,從而固著在纖維表面上,完成施膠過(guò)程。2?。粒耍闹行阅z的生產(chǎn)應(yīng)用2.1 特種包裝紙簡(jiǎn)介特種包裝紙是一種高檔包裝專(zhuān)用紙,其主要特點(diǎn)是外觀白度高、表面平整細(xì)膩、平滑度高、包裝折疊無(wú)損、單面印刷性能良好、強(qiáng)度高、紙質(zhì)不易返黃。主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。 2.2 生產(chǎn)工藝條件原料配比:w=60%漂白木漿、w=40%漂白草漿。打漿、配漿工藝條件:(1)粉碎機(jī):每排下1.5包俄羅斯漂白針葉木漿和0.5包國(guó)產(chǎn)漂白草漿??刂品艥{濃度14~18g,特種包裝紙回紙均勻搭配試用。每排加SS-02進(jìn)口染料1200mL。SS-02進(jìn)口染料加入方法:?。樱?02進(jìn)口染料1kg,加10kg水稀釋成所需的染料。在粉碎機(jī)下料至一半時(shí)取配好的染料1kg經(jīng)100目網(wǎng)過(guò)濾后加入漿內(nèi),嚴(yán)禁過(guò)早或過(guò)晚加入,以免產(chǎn)生色差。(2)成漿:木漿漿度控制在26~30°SR,濕重4.5~5.5g。草漿漿度控制在22~26°SR,濕重2.0~3.0g。(3)和漿:和漿池木漿泵滿(mǎn)后,先加SN-01陽(yáng)離子淀粉w=1%(對(duì)絕干漿),(SN-01陽(yáng)離子淀粉溶解方法:取一包25kg的淀粉在松香間的槽內(nèi)加水溶解至半桶,加溫?cái)嚢柚撂胤N透明。泵至和漿池上桶內(nèi)待用),然后加N-03碳酸鈣50kg[N-03碳酸鈣溶解方法:在紙機(jī)填料溶解桶內(nèi)加2包N-03碳酸鈣(50kg),加水?dāng)嚢枞芙饩鶆?通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)加入到和漿池內(nèi)]??刂瞥杉埢曳帧?%;國(guó)產(chǎn)AKD中性膠原液在高位箱加入,流量為120mL/min(液膠,固含量15%),控制和漿濃度為12.0~15.0g。2.3 特種包裝紙抄造設(shè)備長(zhǎng)網(wǎng)單缸造紙機(jī),車(chē)速40~80m/min,調(diào)整唇布?jí)|板的高度和角度,可抄造30~90g/m2包裝紙,由高位箱液位控制上網(wǎng)漿速壓力,烘缸表面溫度60~120℃,配備剝離劑缸面噴霧裝置。生產(chǎn)中,定量為60g/m2,實(shí)際車(chē)速80m/min。2.4 生產(chǎn)中AKD的控制及使用1)AKD加入前漿料中加入少量的防腐劑MS-5,減少腐漿的產(chǎn)生,縮短沖洗時(shí)間,提高紙機(jī)有效作業(yè)時(shí)間。2)AKD施膠有滯后現(xiàn)象,紙卷下機(jī)后仍繼續(xù)進(jìn)行,6~10天達(dá)到最佳值,故施膠的控制以經(jīng)驗(yàn)參考值為準(zhǔn)。3)AKD加入量w=0.15%~0.25%(對(duì)絕干漿),原液稀釋2倍并攪拌,用計(jì)量泵由高位箱處滴加,防止水解損失,并加堿控制漿料pH值在7.0~7.5之間。2.5 檢測(cè)儀器及方法白度:YQ—Z—48A白度顏色測(cè)定儀(杭州輕通儀器開(kāi)發(fā)公司);耐破度:YQ—Z—23A電動(dòng)紙張耐破度測(cè)定儀(杭州輕工檢測(cè)儀器廠);定量:YQ—Z—45型紙張定量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)試樣取樣器(四川省長(zhǎng)江造紙儀器廠)及電子天平(四川省長(zhǎng)江造紙儀器廠);撕裂度:YQ—Z—20型紙張撕裂度測(cè)定儀(四川省長(zhǎng)江造紙儀器廠);平滑度:YQ—Z—30A平滑度測(cè)定儀(杭州輕通儀器開(kāi)發(fā)公司);灰分采用燃燒法、水分按常規(guī)方法測(cè)定、成紙pH值采用比色法測(cè)定。檢驗(yàn)室恒溫恒濕,溫度23±1℃、濕度(50±2)%。所有檢測(cè)項(xiàng)目均按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。2.6 應(yīng)用AKD的結(jié)果與討論2.6.1?。粒耍氖┠z使用的效果檢驗(yàn)1)AKD施膠使用的效果檢驗(yàn)與確定目標(biāo)、原酸性施膠的對(duì)比見(jiàn)表6。 2)AKD施膠使用的效果與原酸性施膠部分指標(biāo)的對(duì)比圖見(jiàn)圖2~圖4。3)用戶(hù)試用結(jié)果。本次共生產(chǎn)了17t的特種包裝紙,在用戶(hù)用于鍍膜、淋膜或印刷過(guò)程中,效果較好。同時(shí),通過(guò)試用,上海、溫州、北京等地的用戶(hù)對(duì)原紙的白度高、不易返黃比較滿(mǎn)意。2.6.2 經(jīng)濟(jì)效益分析1)產(chǎn)品送多家用戶(hù)試用,基本滿(mǎn)足了客戶(hù)的特殊要求;2)白度等指標(biāo)的提高,為采用稻、麥草漿生產(chǎn)開(kāi)辟了方向;3)生產(chǎn)成本降低,噸紙成本下降約80元左右;4)避免了酸性造紙對(duì)機(jī)械設(shè)備的腐蝕,延長(zhǎng)了機(jī)械設(shè)備、特種器材的使用壽命;(潛在效益)5)減輕了環(huán)境污染(BOD、COD、SS均減少50%以上),符合國(guó)際紙業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。由于第一次試制由AKD中性施膠的特種包裝紙,實(shí)際生產(chǎn)和用戶(hù)使用過(guò)程中還存在著諸多的問(wèn)題。AKD以及陽(yáng)離子淀粉的添加量上還有一定的偏差。個(gè)別特種包裝紙材料廠使用過(guò)程中反映我們的紙頁(yè)與塑料薄膜壓膜時(shí),不能牢固結(jié)合,容易造成脫膜。今后,還需在AKD添加量,助留劑添加量和其它工藝條件上進(jìn)行研究,同時(shí)在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)紙機(jī)操作水平,提高產(chǎn)品檔次,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。 3 結(jié) 論通過(guò)本次AKD的應(yīng)用研究,為今后抄造AKD中性施膠紙積累了一定經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也解決了特種包裝紙因?yàn)椴荒芴砑釉霭讋?白度不能滿(mǎn)足用戶(hù)要求,以及成紙pH值不能滿(mǎn)足用戶(hù)要求的問(wèn)題提高了紙頁(yè)的產(chǎn)品檔次和用戶(hù)適用性的問(wèn)題。另一方面,AKD中性施膠技術(shù)在特種包裝紙中的應(yīng)用研究,生產(chǎn)成本明顯降低、廢水污染負(fù)荷下降,增加了經(jīng)濟(jì)效益,減輕了環(huán)境污染負(fù)荷,便于企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和造福子孫后代。作者簡(jiǎn)介:任建華(1957-),男,工程師,現(xiàn)任浙江省嘉興市民豐特種股份有限公司生產(chǎn)部部長(zhǎng),主要從事造紙生產(chǎn)管理工作,電話:0573-2839126。   任建華,聶永俊(民豐特種紙股份有限公司,轉(zhuǎn)載自:bbs.cgo5

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