漂白浆挂面箱纸板利用废纸纤维生产的研发

盛永忠

（山东世纪阳光纸业集团有限公司， 山东 昌乐 262400）

漂白浆挂面箱纸板利用废纸纤维生产的研发

盛永忠

（山东世纪阳光纸业集团有限公司， 山东 昌乐 262400）

介绍了对漂白浆挂面箱纸板的认识和用废纸纤维研制生产的工艺技术措施，包括生产工艺流程、原料配比、生产工艺技术条件和废纸制浆工艺中采取的关键技术措施。例如改善废纸纤维原料分类；使用精密缝筛、热分散等提高分离非纤维组分，特别是蜡、胶黏物的效率；使用精密分级筛，分离长短纤维用于纸板的底层和芯层，提高产品的性价比。最后介绍了研制生产的产品达到的主要技术性能指标。

漂白浆挂面箱纸板 废纸纤维 胶黏物 精密缝筛 精密分级筛

我公司是国内最早利用废纸纤维研发生产漂白浆挂面箱纸板的生产企业，获得国家专利二十二项。主持起草了漂白浆挂面箱纸板（GB/T22870-2008）国家标准，于2008年12月30日发布，2009年9月1日实施。产品经国家纸张质量监督检验中心检验，各项技术指标达到国家标准要求，满足了用户使用要求。产品的开发成功并投放市场后，受到了用户的普遍欢迎，产品质量可与同类进口产品相媲美，不仅可以替代进口而且还出口国外市场，为公司创造了良好的经济效益，使公司成为国内漂白浆挂面箱纸板行业细分市场中的领军企业，拥有自主知识产权。产品销售已覆盖国内28个省市，国内市场占有率40%以上，并远销欧、美、亚三大洲。

现将对漂白浆挂面箱纸板的认识及用废纸纤维研制生产漂白浆挂面箱纸板的技术措施介绍如下：

1 对漂白浆挂面箱纸板的认识

包装在现代商品贸易中发挥着对商品保存、美化和保护的重要作用，据报道2011年我国包装工业总产值约1.3万亿元，成为仅次于美国的世界第二包装大国。在各类包装材料中，主要为纸板、塑料、金属、玻璃、木材等，其中包装纸板占有十分重要的地位。按产值计，世界包装材料中，纸板占近40%。纸制品包装行业是包装所属六个行业中使用范围广、质优价廉的绿色包装行业。包装纸箱是现代物流不可缺少的一部分，承担着容装、保护产品、美观的重要责任。随着经济的发展，市场对包装纸箱质量提出了更高要求，瓦楞纸箱的印刷逐步向高档次、高质量、多色彩、视觉效果强烈的方向发展，以彩面多色网点印刷为方向，也就是以商品包装替代运输包装，以漂白浆挂面箱纸板替代箱纸板（包括普通箱纸板、牛皮挂面箱纸板和牛皮箱纸板），使之达到色彩鲜艳、光泽度好、美观的效果。

漂白浆挂面箱纸板，是商品销售包装的重要材料，经单面彩色印刷后用于瓦楞纸板、硬质纤维板或“纸板盒”等产品的表面材料，广泛用于食品、饮料、奶制品和电器包装，为近年来在包装行业应用最有发展潜力的纸包装材料之一。国外的漂白浆挂面箱纸板主要是以机械木浆为主配少量漂白化学木浆生产的，即全木浆生产，产品质量较好，国内我公司率先研制开发生产达到国际先进水平的漂白浆挂面箱纸板新产品，生产规模达到45万t/a，产品不但可替代进口还可出口创汇，并推动我国包装纸板生产技术水平的提高，具有较高的经济效益和社会效益。

2 用废纸纤维研制生产漂白浆挂面箱纸板的主要技术措施

由于研制的产品质量要求较高，纸板的强度、匀度、平滑度、印刷性能和外观指标等均须适应包装行业大型联合机及高质量印刷机的使用要求，因此在工艺流程、设备选型、原料配比及生产工艺参数的确定上均要达到国际先进水平。其中主要技术装备如废纸制浆生产线、纸板生产线全部引进国际领先的装备技术，生产系统全部采用国际领先的DCS及QCS自动控制系统。

（1）生产工艺流程：

①制浆流程，见图1。

图1 制浆流程

②造纸流程，见图2。

图2 造纸流程

（2）原料配比和打浆工艺技术条件。

①面浆：100%漂白木浆（包括漂白阔叶木浆和漂白针叶木浆）或以漂白木浆为主配部分的白纸条浆或漂白再生脱墨浆DIP，叩解度35～38oSR，湿重10～12 g，打浆浓度4.0%；

②衬浆：旧书本纸脱墨浆，叩解度28～30oSR，湿重2～4 g，打浆浓度3.8%；

③芯、底浆：100%旧瓦楞纸箱（包括美废、国废、欧废和日废）废纸浆，叩解度26～29oSR，湿重6～8 g，打浆浓度4.0%。

（3）对主要废纸制浆工艺采取的关键技术措施。世界上废纸回收利用最主要最大量的是用来生产包装纸与纸板。我国是世界上最大的废纸利用国和进口国。OCC是回收量最大的废纸资源，OCC中约含有一半的长纤维木浆是造纸中价值较高的优质纤维原料，一般进口美国废纸OCC纤维质量和长短纤维的比例较稳定，针叶木纤维约占50%～70%。由于OCC废纸中的杂质较多，特别是含有较多很难除去的蜡和胶黏物，处理不好会造成漂白浆挂面箱纸板压光后纸面脏、斑点多，用户无法使用而成为废品。为此我们重点解决了OCC废纸制浆中的非纤维物质的分离问题，采取的关键技术措施为：

①改善对生产漂白浆挂面箱纸板使用的废纸纤维原料的分类，提高回收废纸的利用水平。现在国内使用的废纸原料一部分从国外主要是美国、欧洲和日本进口，一部分在国内收购。国外进口的废纸质量一般都是参照美国废纸标准进行交易，但实际情况有时原料中含杂量和废弃物要比标准规定的高许多，尽管可以索赔，但造纸厂家不得不从各方面来调整工艺适应这种原料状况。国内废纸质量波动非常大，以OCC为例，有的纤维质量较好，与进口OCC特别是美国OCC（AOCC）接近，有的则差距非常大。为了合理利用，我们制定了如下分级收购标准：A级：以工业纸箱、纸箱厂的边角料、从超市废纸箱中拣选出的上等纸箱为主，包括烟箱、大家电等纸箱，挂面皆为木浆挂面，瓦楞层无草浆、无蜡质点，无蜡纸、涂布纸和覆膜纸，无霉变现象，杂质含量不超过0.5%；B级：未经拣选的超市废纸箱，涂布挂面、单挂面纸箱厂下脚料，瓦楞层不含草浆，无蜡纸，杂纸总含量不超过15%，杂质含量不超过3%。C级：社会回收统货中的劣质品，杂纸总含量不超过50%，杂质不超过6%。为了保证废纸原料的分级收购质量，规范回收行为，我们建立了10个废纸回收基地，配套建设废纸打包站，建立了大型废纸经营企业，规范引导国内废纸回收行为。

②通过使用高质量精密缝筛和优化废纸制浆工艺，提高了从回收纤维中分离非纤维组分的效率。OCC是一类回收量最大的废纸资源，强度好，但杂质较多较乱，一般可分为四类比较典型的杂质。第一类是大块垃圾和纸片,如复膜的纸张和带有湿强剂的纸张和纸箱，含有大块塑料膜等；第二类热敏塑料类杂物，如薄膜、各类涂料、胶黏剂胶带、标签、印刷材料等；第三类是较小尺寸的杂物，如填料、涂料中颜料、油墨颗粒、热溶胶残留物等；第四类是重杂质和大块生活和工业垃圾，这些一般都在碎浆机中被去除，较小的都能在高浓除砂器中有效地去除。我们可以把第一、二、三类杂质进一步细分为热熔物、聚苯乙烯泡沫、塑料薄膜、湿强度树脂、胶乳、胶黏剂、蜡、沥青、尼龙等，这些杂质需要不同的设备来处理，有些杂质如塑料和热熔类杂质，遇热后会变形、缩小或卷成小球。而有些杂质如重杂质进入后段处理系统中可对设备有极大的损坏，所以针对杂质的特征来合理安排设备和工艺，对保持纤维的强度和得率将是十分重要的。

（4）碎浆：碎浆是废纸应用中最重要的一部分，它既对废纸原料进行碎解和疏解，又在这一过程中有效地分离和去除杂物。我们采用了组合碎解系统(由链板输送机、水力碎浆机、引渣井、水力清渣机、圆筒筛、绞绳机、高浓除渣器组合而成)，使废纸的碎解、排渣能连续进行，并且在碎解废纸时，避免了纤维的切断，保护了纤维的原有强度，同时浆中较大的轻重杂质及时得到清除，不需停机清洗。碎浆机、引渣井、水力清渣机、圆筒筛、绞绳机、高浓除渣器采用美国KBC公司设备，实际操作浓度3.5%。碎浆机筛板采用菱形筛孔Ф=16 mm。由于碎浆机筛板孔径较大，这时的浆料中的纤维实际没有完全疏解，含有大量纸片等。尾渣经过水力清渣机，使其中夹带的纤维分离，良浆通过Ф12 mm筛板而回收；粗大杂物送至圆筒筛，去除塑料片、泡沫塑料及重杂质。

（5）筛选和净化：筛选和净化是最有效的分离杂质的设备。先设置一道粗筛，分离大块的杂质和没有完全疏解的纤维，然后设置一级三段的精密缝筛，主要是处理胶黏物和塑料等杂物，因为在生产流程的初期即纤维还没有被各种设备处理前对大颗粒杂质去除最容易。精筛我们采用美国KBC公司的设备，筛缝0.15～0.2 mm，可有效去除胶黏物。

实践证明这种采用进口筛选设备系统，较好地提高了胶黏物等杂质的去除率，避免了过多的胶黏物影响纸机的正常生产。高、中、低浓三类除砂器在我们生产流程中都有使用，设备均采用KBC公司，高浓除砂器是确保浆料中的大块重杂质不流入下道工序，造成设备的损坏和过早磨损。中浓除渣器主要除去大于100 Mm左右的重质颗粒，低浓重质除砂器主要除去小于100 Mm左右的重质颗粒，轻质除砂器主要除去轻杂质，油墨和胶黏物等。

（6）除热熔物。对分离的长纤维浆采用热分散机来除去浆料中的挥发性物质，使粘在废纸上的热熔物、胶黏物、油墨粒子在高温和机械作用下与纤维分开，并分散成微小颗粒，均匀地分布在纤维中间，不再以尘埃点或斑点在纸张中出现对产品造成危害。对蜡、胶黏物大的采用筛选净化的方法除去，小的采用热分散的方法除去，去除率可达到96%以上（以进出浆抄样1 mm以下可见斑点计）。

（7）纤维筛分。使用高质量精密分级筛，实现了从废纸浆中分离长短纤维的技术，提高了废纸的利用价值。通过对OCC废纸浆采用两级纤维筛分处理，纤维分级筛采用美国KBC公司设备，筛缝0.15 mm。

长、短纤维分离分配比例设定为50%～60%短纤维和40%～50%长纤维。纤维筛分，对利用废纸纤维生产漂白浆挂面箱纸板的企业(尤其是规模大的企业)有着举足轻重的作用。可以说，由于纤维筛分技术的发展，使得纤维分级技术具有较高的科技含量。不可否认，纤维分级技术的应用，在废纸利用技术上又迈出了一大步。由原先的筛选、净化，注入了新的内容——纤维筛分。这使得废纸处理流程变得更简化，减少了处理量，避免长纤维的切断，节约了能源，提高了产品质量，这都得益于纤维分级技术的成功应用。纤维分级技术在OCC废纸回用中的使用取得了如下效果：①有效分离长纤维，最大限度地利用长纤维原料；②长短纤维分开处理；③解决了多层成形技术对不同浆层使用不同浆料的需求；④长短纤维用于纸板的多层成形，满足纸板物理性能的要求；⑤提供了价廉的长纤维原料；⑥长短纤维分开处理，热分散系统的投资节省一半以上，降低了能耗和生产成本；⑦长短纤维代替原生浆，成本相对较低；⑧根据长短纤维的特性可以用于不同产品的生产，质量达到要求，且价廉物美。

3 结束语

采用纤维分级技术将OCC废纸中的优质长纤维木浆分离出来，用于漂白浆挂面箱纸板的底层，而短纤维则用于芯层，以提高产品的强度，降低产品的定量，最大限度满足客户的需要。因强度高，定量低，可以使用户产品包装轻量化。产品包装轻量化不但可以节省包装费用、减少运输费用、提高市场竞争力，还可以节约稀缺的造纸原料，符合可持续发展要求。

通过优化使用了助留助滤剂、沉积物控制剂、固定剂、杀菌剂、消泡剂、施胶剂、干强剂等高效、高质化学助剂，实现回收纤维与原生纤维在纸机上有相同的运行性能，进一步提高了产品品质，达到了节约资源、节能降耗的目的。

研制生产的漂白浆挂面箱纸板达到的主要技术性能指标：定量125～175 g/m2；紧度≥0.75 g/ cm3；光亮度（正面）≥80%；耐折度≥100次；耐破指数≥2.7 kPa·m2/g；横向环压指数≥10.0 N·m/g；平滑度≥80 s；吸水性（cobb,60 s）正面≤25 g/m2、反面≤85 g/m2；尘埃度（正面）0.3 mm2～1.5 mm2≤10个/m2、＞1.5 mm2没有。