化学品在生活用纸中的应用的探讨
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20造纸化学品与应用嬲年第1期亿亏品在耋活用歙中的应用的探讨游浩亮黄玉莹湖南恒安纸业有限公司(415001)摘要:介绍了皱纹卫生纸生产中起皱控制剂的主要作用、使用方法、性能要求与影响因素,介绍了柔软剂的特性与使用效果。
关键词:化学品;起皱控制剂;柔软荆湖南恒安纸业有限公司是近几年迅速发展起来的卫生纸生产企业,现有两条纸机生产线及多条后加工生产线,生产“心相印”系列生活用纸,包括卷筒卫生纸,面巾纸,餐巾纸,手帕纸等。
纸机生产线全套从奥地利安德里兹公司引进,采用ABB公司配套的QCS自动控制系统,纸机抄造车速达1800m/min,年生产能力达6万多吨。
为了实现高车速下的稳定生产,满足市场对产品性能的要求,化学品的使用起着极其重要的作用。
下面,将就我公司化学品的使用情况做一介绍,以供参考。
1起皱控制剂1.1起皱控制剂概述我们把由粘缸剂与剥离剂组成的二元组份或粘缸剂、剥离剂与调节剂组成的三元组份称为起皱控制剂。
粘缸剂的作用是提供纸页粘贴于烘缸表面的粘贴力及在缸面与刮刀间提供一个保护缸面的隔离层;脱缸剂的作用是利用其油分子受热后向外转移而破坏粘缸剂分子间的交联,软化涂层使纸页便于被刮刀剥离,调节剂的作用是调节涂层的硬度优化涂层的性能。
一定量的粘缸剂与剥离剂按一定的比例添加,用清水进行在线稀释后,以一定的压力经喷淋管喷到烘缸表面形成起皱控制涂层。
根据涂层在烘缸的表面的不同状态,可依圆周方向分为如下几个区见图1:涂层由于受热后剥离剂与粘缸剂转移方向的不同,沿烘缸径向软硬不同可从缸体表面向外依次分为:1)修整后完全塑化层,此层较硬;2)部分塑化层,此层含有剥离剂,较软;3)软层。
理想的起皱控制剂要求形成的涂层软硬较好,使起皱刮刀能在正常工作压力下插入1层与2层的界面,既实现纸页较好的剥离1区:交联区2区:玻璃化转移区3区:回湿区4区:固化区5区:刮刀剥离区6区:修整区图1起皱控制剂在烘缸上不同位置的情况图2刮刀插入剥离层的最佳位置又保护缸面。
见图2:1.2起皱控制剂对纸页质量的影响转向刀万方数据翻同固鳃造纸化学品与应用2l起皱控制剂对纸页皱纹的粗细,蓬松度有着重要的影响。
如果它形成的涂层粘贴力低、较软,则起皱皱纹粗糙,纸松厚度高,手感粗糙;如果它形成的涂层粘贴力高、较硬,则起皱皱纹细密,纸松厚度低,手感光滑;如果它形成的涂层粘贴力高、较软,则起皱皱纹紧密,纸松厚度高手感柔软。
影响的第二个方面为纸幅的砂眼与皱折。
如果它形成的涂层太硬、太厚,将不利于纸幅的剥离,纸页上容易产生针眼、砂眼;如果形成的涂层不均匀,容易造成纸幅纵向收缩的不均匀,导致卷取时易出波浪形条纹皱折。
1.3起皱控制剂的调节生产中要求起皱控制剂能在缸面形成厚度合适的、均匀的、软硬合适的、粘着力合适的涂层。
厚度的调节主要在于控制粘缸剂的用量及它与剥离剂的比例;软硬的调节主要在于增减调整剂的用量。
厚度的调节必须保证有一个最小的粘缸剂的用量,以保证在缸面形成必要的膜,来保护缸面,减少磨损,一般推荐粘缸剂使用量为1.0mg/m2以上,这样有助于保护烘缸。
1.4影响起皱控制剂使用的因素生产中影响起皱控制剂使用效果的因素有很多,主要有如下几个方面:1.4.1起皱控制剂喷淋系统。
一般而言,不同种类的粘缸剂对混合液温度有不同的要求,需要进行交联反应的粘缸剂,温度要求一般为45℃一60℃;已完成交联反应的粘缸剂,温度控制在20℃一35℃的常温即可。
喷淋压力的选择与纸机的车速,喷淋管离烘缸面的距离有关。
喷嘴的间距及喷嘴的尺寸应保证喷淋液扇面的50%覆盖,我们使用的系统选择距离缸面为210mm,喷嘴间距为255mm,喷淋压力为5.5bar。
1.4.2湿纸幅的水分,水分越大,越不利于起皱控制剂涂层的形成,需要的粘缸剂越多。
1.4.3烘缸表面的温度,烘缸表面的温度越高,起皱控制剂的膜越容易形成。
如果开机时烘缸升温时间短,烘缸内冷凝水太多,烘缸面达不到应有温度,起皱控制剂的成膜将很困难。
1.4.4其他添加剂,如湿强剂将增加膜的粘着力,而柔软剂将减少膜的粘着力,而淀粉将增加膜的厚度与硬度;1.4.5桨料的性质1.4.5.1桨料细小组分的含量。
如采用多盘过滤机回收白水中纤维的系统,回收浆回用,细小纤维含量多,由于它们易于粘贴于缸面,剥离不干净,促使涂层变硬,所需粘缸剂量较少,我公司1#机仅1.2mg/m2;而某厂采用气浮机回收纤维的系统,回收浆不回用,细小纤维少,涂层硬度小,粘缸剂的使用量可增大,涂层可较厚,便于形成均匀的涂层,同类的粘缸剂,用量可达1.79mg/m2。
1.4.5.2残碱残氯的含量都将影响膜的粘贴力与硬度。
1.4.5.3不同品种的浆对粘缸剂的要求不一样。
一般来说,阔叶木浆粘缸性能差,成纸皱纹较粗,针叶木浆粘缸能力大,需要的粘缸剂较少。
我公司1#机长短纤维混合后上浆可保证贴缸面含长纤30%以上,粘缸剂用量为1.2mg/m2,粘缸剂与剥离剂比例为1:1.5;2#机为双层流浆箱贴缸面为90%以上的短纤,粘缸剂用量为1.5mg/m2,粘缸剂与剥离剂比例为1.1:1以上。
化机浆,粘缸能力大,纤维硬而挺,不易剥离,起皱不均匀紧密,所需粘缸剂少。
1.4.5.4不同品牌的浆粘缸性能不一样。
从我们所用浆来看,阔叶木浆不同品牌间差别更大,如下列浆贴缸性由弱到强依次为:鹰牌,小叶相思,樱花,太平洋,明星。
1.4.6起皱刮刀刀片与刮刀架的安装角度。
刀片按其与缸面接触的端面刃口磨削角可分为0。
,100,150等。
角度越大的刮刀越锋利,起皱皱纹越细腻,适合选用较厚较硬的起皱控制剂涂层,尤其是刚上机的几分钟,甚至需停用剥离剂。
我公司在使用15。
刀片时,粘缸剂与剥离剂比例达到2:1以上,成纸皱纹细密,手感好。
刮刀架的安装角度大小的变化直接影响纸页剥离时纸页撞击刀刃的角度,安装角大,起皱皱纹粗,纸页剥离时对刀刃的撞击力较大,易引起刀架松动与变形,起皱控制剂所需粘贴力小,因此我公司选用安装150或160。
1.5起皱控制剂的选择起皱控制剂性能的优劣起决定性的因素是粘缸剂的性能,因此一般原则是选择合适的粘缸剂后再配置与之相适应的剥离剂及调整剂。
选择粘缸剂主要考虑以下几个方面:1)粘着力与成膜的软硬度。
不同的粘缸剂因化学成分的不同,交联程度的差异具有不同的特性,应根据纸机的特性选择合适粘贴力与硬度的粘缸剂。
2)粘缸剂的玻璃化温度。
玻璃化温度是指粘缸剂喷淋到烘缸面上后形成固化涂层所需的温度,它太高则不利于涂层的形成,尤其不利于在高车速纸机上万方数据22造纸化学品与应用嬲年第1期使用。
3)对水分的敏感程度。
对水分过于敏感的粘缸剂不利于横幅水分的提高,不利于形成均匀的起皱控制涂层。
4)良好的水溶性。
5)形成的膜具有良好的传热性能,这将有利于减少蒸汽的消耗。
6)高温下膜的柔软性,良好的粘缸剂形成的膜达到高温时硬度增加不明显,有利于纸页的剥离。
我公司曾使用过多种粘缸剂如赫克力士公司的Tc9700,A7220,太平洋公司的csll2,CSl20,csl54,cs200。
从使用情况看Tc9700粘贴力强,化学成分为聚胺树脂,成膜硬,用量少,较适合采用三元的调节系统;A7220粘贴力太大,成膜软,化学成分为多支链的聚胺树脂,它是完全交联的聚合物,对水份波动与湿部添加剂的变化有较好的抗干扰性,适合高车速下使用;csll2粘贴力高,成膜硬,化学成分为聚酰胺树脂;CS200粘贴力低,化学成分为聚乙酸乙烯酯(PVA),CSl54粘贴力低,成膜软;CSl20粘贴力低,成膜硬度适中,化学成分为聚酰胺树脂。
1.6存在问题与对策在使用中我们遇到的主要问题是:1)烘缸边沿结垢。
杨克烘缸的两边因为没有纸覆盖,温度比较高。
在这种情况下,浆料本体的湿强剂,木素和细小纤维等更容易在烘缸的边沿结聚,硬化而变成一层绝缘体,使烘缸边沿的温度进一步提升,贴缸剂在高温下完全交联,发生硬化。
当贴缸剂过硬时,边沿结垢,纸幅摆动时碰到此处引起断纸,严重时刮刀会被挤开,促使刮刀的负荷发生改变而使刮刀产生跳动,时间久了促使刮刀松紧不匀而影响纸页的剥离;同时操作中为减弱这种结垢,粘缸剂用量上不去,影响刮刀与烘缸的寿命。
2)扬克烘缸表面涂层难均匀,出现条纹,刮刀局部磨损严重,涂层在低水份与高水份下都操作困难。
由于涂层对水份的敏感,不利于毛布延长使用寿命。
为解决这些问题,首先,将喷淋管两边的第一个喷嘴改为比中间喷嘴小的喷嘴;其次,我们先后试用了多种粘缸剂,试用了多种调整剂。
在使用由粘缸剂TC9700调整剂R8277和剥离剂TR8630三组份组成的起皱控制剂后,涂层硬度有下降,边沿结垢减轻,刮刀磨损减轻,断纸情况改善。
但贴缸剂用量与剥离剂用量都下降,涂层厚度还是不能达到理想的要求。
在采用A7220与TR8630组成的二元组份起皱控制剂时,试用发现,A7220成膜较软,比较好,主要问题在于粘贴力太大,当时车速不够高,剥离不易。
目前我们在2#机上使用csl20与剥离剂CS325组成的二元系统,在1#机上使用CSl20与CS200及cs325组成的三元系统,有效地减轻了边沿结垢,粘缸剂用量达到了1.0mg/m2以上,取得了较好的效果。
通过优化起皱控制剂的使用,延长了烘缸研磨的周期,减少了烘缸面与刮刀的磨损,刮刀耗用明显下降,改善了纸页的质量,提高了纸机生产的稳定性。
2柔软剂柔软度是生活用纸的一个极其重要的指标。
柔软度的评价一般而言表现为两个方面:一是纸页的松厚度,二是纸页的手感滑腻性能。
生产中主要通过添加柔软剂来达到相应的柔软度。
2.1柔软剂产品性状柔软剂的种类很多,产品可分为国产品与进口品,按形态可分为固体型与液体型,以下是几种柔软剂的性状。
A柔软剂CH/311,国产,用于浆中添加外观米白色或略带黄色乳液离子性阳离子型有效成份9%~10%pH值5.0~7.O溶解性冷水易溶包装200kg/桶储存储存于阴凉,通风处,远离热源,储存温度最好低于40℃B柔软剂TQl003,进口,用于浆中添加外观琥珀色液体离子性阳离子型pH值稀释到5.0%的浓度时为5.0~7.0包装205L/桶或1000L/桶储存远离氧化剂与阳光直射,可存六个月C柔软剂TQ218,进口,可加于浆中与喷淋于湿纸页表面外观褐色液体离子性阳离子型水溶性极易乳化粘度25cps,60叩m750包装205L/桶或1000L/桶万方数据翰同瞧鳐造纸化学品与应用23储存储存于阴凉,通风处2.2作用基理纸页的柔软性能主要取决于纤维本身的特性与纤维间的结合紧密程度,起皱时皱纹的状况。
柔软剂的主要作用是使纤维塑性化和多保留空气,以减少纤维之间的结合,达到提高柔软度的目的,因而将带来一定的纸页强度损失,但能充分的提高纸张的松厚度。
同时由于它能改变纤维的塑性与结合力,因而利于提高起皱的均匀性与增加纸张的伸长率,使得手感得以提高。