柠檬酸在卫生衬纸生产中的应用

刘少峰 丁雪峰 张 杨 郭 徽 马晓东（漯河银鸽实业投资有限公司，河南漯河，462000）

·卫生衬纸生产·

柠檬酸在卫生衬纸生产中的应用

刘少峰 丁雪峰 张 杨 郭 徽 马晓东
（漯河银鸽实业投资有限公司，河南漯河，462000）

利用柠檬酸代替硫酸铝作为卫生衬纸生产过程中的pH值调节剂，解决了使用硫酸铝过程中遇到的生产问题，优化了系统的电荷（PCD），降低了生产成本。

柠檬酸；卫生衬纸；pH值调节剂

柠檬酸又称枸橼酸，属于三羧酸类化合物，是一种重要的有机酸，无色晶体，常含一分子结晶水，无臭，有很强的酸味，易溶于水，广泛应用于食品工业；柠檬酸在造纸工业中主要用作系统pH值的调节剂。有研究表明［1］，使用多元羧酸类化合物对纸张进行处理后，湿强度保留率达60％，其交联纤维时包括多元羧酸结构中相邻的两个羧基脱水形成环状酸酐中介物以及环状酸酐中介物与纤维发生酯化反应两个过程［2］。Daniel［3］探讨了多元羧酸对成纸湿强度的影响，比较了1，2，3，4-丁烷四羧酸（BTCA）和柠檬酸处理纸张的效果，发现BTCA是最有效的湿强剂，柠檬酸具有一定的增湿强效果。

卫生衬纸［4］用于吸收性卫生用品如卫生巾、纸尿裤等，作为包裹芯层的材料，对湿强度的要求较高。在卫生衬纸生产过程中，主要使用硫酸铝作为系统pH值的调节剂。生产过程中发现，卫生衬纸生产成本长期居高不下，为企业的正常运作增加了压力。

针对以上问题，技术人员经过多处位置取样检验，结合实验室小试，综合分析，找到问题所在，决定用柠檬酸代替硫酸铝用作生产过程中的pH值调节剂进行工艺优化。

1 硫酸铝用作pH值调节剂

卫生衬纸生产过程中，用硫酸铝作为系统pH值调节剂的工艺流程如图1所示。考虑到硫酸铝特殊的加入位置，以及铝离子的水解特性，决定从湿部系统的不同位置取样检验，主要检测纸机湿部的电荷（PCD）和pH值。

图1 硫酸铝作为系统pH值调节剂的工艺流程图

1.1检测方法

使用颗粒电荷测定仪检测纸机湿部的PCD，使用pH计测定湿部系统的pH值。

1.2结果与讨论

以生产定量18 g/m2的卫生衬纸为例，该工艺中各工段PCD和pH值检测结果如表1所示。

表1 硫酸铝用作pH值调节剂各工段PCD和pH值

由表1可知，在压力筛出口处，系统电荷呈弱阴性，可能的原因为：①针叶木浆中加入大量的硫酸铝（溶于水后生成大量阳离子性物质吸附于长纤维表面）；②大量湿强剂未良好吸附于纤维表面而随网部脱水进入网下白水中。

进一步观察发现，添加硫酸铝后，双盘磨出口处浆料PCD升高至+15μmol/L，已转变为高阳离子性。说明硫酸铝电离后生成的阳离子物质大量吸附于微细纤维及部分纤维表面，对后工段湿强剂等阳离子助剂在纤维表面的吸附产生了一定的影响。

另外，pH值的检测结果表明，压力筛出处口和网池中浆料pH值正常，双盘磨出口处浆料pH值较低，为酸性。该条件下打浆，成纸强度低，易发脆，对打浆不利。其原因为pH值调节剂加入位置不合理所致。

2 实验室小试

参考生产系统的实际检测结果，结合柠檬酸的独有性质，在实验室有针对性地对柠檬酸和硫酸铝的应用效果进行了研究。

2.1实验方法

在实验室进行抄片实验，其中针叶木浆用量60％，阔叶木浆用量40％，纸张定量100 g/m2，所用原料均取自卫生衬纸生产车间，浆料配比及相关化工助剂用量均与实际生产中一致。调整柠檬酸的用量，测定纸张的干、湿强度及网下白水 pH值，对比了柠檬酸与硫酸铝的使用效果。

2.2结果与讨论

柠檬酸和硫酸铝用作系统pH值调节剂的实验结果如表2所示。

由表2可知，添加柠檬酸后，纸张的干、湿强度均可得到不同程度的提升，这主要是由于柠檬酸与纤维发生了交联作用，增加了纤维之间的结合力，从而在一定范围内提高了纸张的强度。与添加硫酸铝的生产工艺相比，柠檬酸对纸张干、湿强度的增强作用更加明显。柠檬酸用量过高时，系统的pH值及纸张的湿强度会不同程度的降低，这主要是由于柠檬酸的过量添加，使系统酸性增强，同时过量的柠檬酸与更多的纤维发生了交联作用，阻碍了湿强剂与纤维的有效吸附。

表2 实验室小试结果

根据以上检测实验及小试结果，综合分析，提出以下系统优化方案：①采用柠檬酸代替硫酸铝作为生产过程中pH值的调节剂。②pH值调节剂的加入点由原来的针叶木浆碎浆机调整到配浆池。③柠檬酸的实际用量根据系统的pH值进行调节。

3 柠檬酸用作pH值调节剂

3.1工艺流程

采用柠檬酸作为生产过程中pH值调节剂，其工艺流程如图2所示。

图2 柠檬酸用作系统pH值调节剂的工艺流程图

3.2应用效果

柠檬酸用作pH值调节剂后，设备运行参数稳定达标。以定量18 g/m2卫生衬纸为例，各工段检测数据如表3所示，硫酸铝和柠檬酸分别用作pH值调节剂的生产结果对比见表4。

表3 柠檬酸用作pH值调节剂各工段PCD和pH值

由表 3可知，采用柠檬酸用作 pH值调节剂后，双盘磨出口处浆料的PCD从优化前的+15μmol/L降到了-33μmol/L，得到了明显的改善，且其打浆环境由酸性转化为碱性，达到了预期的目的。其余工段PCD较硫酸铝用作pH值调节剂时均有所好转，pH值保持稳定。

Application of Citric Acid in the Production of Hygienical Lining Paper

LIU Shao-feng*DING Xue-feng ZHANG Yang GUO Hui MA Xiao-dong
（Luohe Yinge Industrial Investment Co.，Ltd.，Luohe，He′nan Province，462000）
（*E-mail：lsf6222@126.com）

Themill's experience using citric acid to take the place of aluminium sulfate for the pH adjustment in hygienical lining paper production was introduced.The charge（PCD）of the system was optimized when citric acid was used，the production costwas reduced due to the softwood pulp usage could be decreased while the productmaintained the similar quality.

citric acid；tissue lining paper；pH value adjustment

刘少峰先生，硕士；主要从事高档生活用纸的产品研发工作。

TS761.6

A

0254-508X（2015）08-0068-03

2015-02-09（修改稿）