关于瓦楞原纸环压强度提高途径的探讨

吴文慧（ 江西省造纸研究室，　江西　南昌　330029）

关于瓦楞原纸环压强度提高途径的探讨

吴文慧
（ 江西省造纸研究室，江西南昌330029）

通过对瓦楞原纸环压强度的影响因素分析，探讨出提高瓦楞原纸环压强度的途径，以提升瓦楞原纸的档次，满足市场需求，提高企业经济效益，促进造纸行业的进一步发展。

瓦楞原纸环压强度提高途径

0　前 言

改革开放以来，在国民经济快速发展和人民生活水平日益提高的带动下，造纸行业得到突飞猛进的发展，我国纸及纸板生产量连续多年居于世界首位。这标志着我国已进入世界造纸生产大国行列，造纸工业也开始由数量主导型进入上质量、上档次、上水平的新的发展阶段。造纸工业“十二五”规划执行四年多以来，包装用纸市场年均需求量持续增加，并且向着功能化、高品质、高强度、低定量的趋势发展。

作为包装用纸“四大家族”之一的瓦楞原纸，由于其轻便、牢固、富有弹性、防震性和防撞性好、成本低以及可以回收利用节约资源的特性，在包装用纸市场上需求量甚大，扮演着重要角色。然而，在实际应用中，由于我国造纸行业大多以废纸作为生产瓦楞原纸的原料，这些废纸原料经过多次重复利用后，强度大大降低，很难满足如今市场“高强度、低定量”趋势要求，成品瓦楞纸箱的档次很难提上去，造成低强度瓦楞原纸过量生产，高强度瓦楞原纸供不应求的局面，供需严重不平衡。提升瓦楞原纸的档次，改变不合理的市场格局刻不容缓。强度指标是影响瓦楞原纸档次提升的最主要质量指标，而强度指标中以环压强度最为重要。提升瓦楞原纸的档次，满足市场需求，提高企业经济效益，促进造纸行业的进一步发展，则需从提高瓦楞原纸的环压强度着手。

1　对瓦楞原纸环压强度的认识

1.1环压强度的物理意义

要测定原纸或纸板沿幅宽方向(即垂直于纸张的厚度)的抗压强度比较困难。因为纸或纸板的厚度都很小，要在一张平直的纸张沿垂直于厚度的方向施加压力，又要原纸或纸板维持形状稳定是难于做到的。若把纸或纸板围成环形,施加压力时其形稳性就好得多。因此,把原纸或纸板围成环形,然后测量其抗压强度,这就是原纸或纸板的环压强度。纸板的环压强度是指一定尺寸的环形试样在一定的加压速度下平行受压,压力增大至样品压溃时所能承受的最大压力[1]。

1.2 环压强度与纸箱抗压性能的关系

由于瓦楞纸箱主要用于商品包装和运输，在运输过程中要缓冲外力撞击，防止被压溃，从而起到保护商品的作用。这就要求瓦楞纸箱能保持足够良好的刚性，即抗压强度。在纸箱制造过程中，瓦楞原纸的环压强度对纸箱的整体抗压强度影响是很大的。根据瓦楞原纸的环压强度可计算纸箱的抗压强度,较为常用的是凯里卡特 (Kellicutt)公式，即:

式中：P ——瓦楞纸箱的抗压强度（N）;

PX——瓦楞原纸的综合环压强度（N/cm）;

aXz——瓦楞常数(与瓦楞的类型有关);

Z ——瓦楞纸箱周长（cm）;

J ——纸箱常数(与瓦楞的类型有关)。

从式（1）可以看出，在瓦楞纸箱的其他参数一定的情况下,瓦楞纸箱的抗压强度与瓦楞原纸的环压强度成正比，瓦楞原纸的环压强度直接决定着瓦楞纸箱的抗压强度。

2　瓦楞原纸环压强度的影响因素

2.1纤维原料及其配比

成纸的强度性能在一定程度上取决于造纸原料的纤维形态及其合理配比。原料的质量高，成纸的质量才可能好。目前常用于生产瓦楞原纸的纤维原料有木浆、草浆和废纸浆。就纤维形态和化学组成而言，木浆优于草浆，草浆优于废纸浆。用木浆抄造瓦楞原纸，其环压强度会高于用草浆抄造的瓦楞原纸，因为木浆纤维的强度本身就好于草浆纤维。废纸浆由于其含杂质较多、纤维长度短、强度差、又多次回收利用，使得纤维之间的结合力大大下降，因而成纸强度最差。然而，用木浆生产瓦楞原纸，其成本是非常高的，考虑到企业的经济效益，在满足成纸质量指标的前提下，并不建议用纯木浆抄造瓦楞原纸。废纸浆由于其低廉的成本，目前已成为国内生产瓦楞原纸最主要的纤维原料。但是单用废纸浆是很难抄造出有足够高环压强度的瓦楞原纸，因而在实际生产中，将其与木浆、草浆合理搭配，既保证瓦楞原纸的质量又降低生产成本，对提高企业的经济效益非常重要。根据不同的用户需求，可通过生产实践寻求相适合的纤维原料配比。

2.2打浆度

打浆效果对瓦楞原纸的成纸强度有着决定性作用。打浆度过低，则成纸强度低；打浆度过高，成纸紧度提高而厚度降低，则环压强度降低。根据有关资料表明,在一定的打浆度范围内,适当提高打浆度对成纸的各项指标(除挺度外)均有所提高,例如环压强度和裂断长大约提高3%。打浆度的高低可以反映浆料在网部的脱水性能,影响纸页的成纸匀度和纸页的强度。此外,适当的打浆度还可以减少松香的用量和网部负荷,并且有利于提高化学品的作用效果。一般来说,控制纤维的打浆度在29～34之间[2]。

2.3抄造工艺

2.3.1 上网

浆料上网系统是按照造纸机车速和产品的质量要求，处理浆料流送系统送来的大股浆料流，使其均匀、稳定地沿着造纸机横幅全宽流送上网，为纸页成型以及生产优质的产品创造良好的前期条件。浆料经过筛选、净化后，洁净程度提高，有利于成纸环压强度的提高。浆料上网成形过程中控制浆料的上网浓度是非常重要的：较低的上网浓度能够改善纸页的匀度，较高的上网浓度能够增加成纸的 Z 向分布。两者都能增加成纸的环压强度，但这两种情况下必须根据纸机的运行性能探索合适的上网浓度。另外还要确定浆网速比。它决定浆料纵横向分布，是成纸纵横向强度的关键因素。厂家须根据自身的实际条件，探索出满足要求的最佳浆网速比，提高成纸的环压强度。

2.3.2 压榨

压榨的主要作用是脱去纸页的部分水分，使湿纸能够被正常地带到干燥部。在此工段，湿纸水分含量对于成纸的环压强度有很大的影响。当纸页水分含量较低时，纸机设备的能力得到最大程度的发挥，纸页的紧度和强度得到了提高，匀度也在一定程度上得到改善，能够为环压强度的提高创造条件。当纸页水分含量较高时，纸页具有一定的松厚度，纸张纤维 Z向分布保留时间较长，有利于成纸环压强度的提高。无论压榨脱水多少都有对成纸环压强度提高有利的一面，厂家可根据需要合理控制压榨力度。

2.3.3 干燥

纸板的最终强度是在干燥部形成的。干燥部的操作对纸板物理强度的影响很大。瓦楞原纸成纸水分含量较低时，其环压强度较好，实际生产中水分含量应控制在10%以内。对工厂来说，在不增加干燥能耗的情况下合理控制纸张干燥曲线，降低成纸水分含量，提高纸张环压强度，生产出档次较高的瓦楞原纸，对促进纸厂的经济效益非常重要。

2.4化学助剂

近年来湿部化学发展迅速，对应于瓦楞原纸环压强度的要求，大量增强剂应运而生。造纸增强剂如改性淀粉、阳离子高分子聚合物等，它们分子中均带有羟基、胺基，与纤维的羟基结合形成氢键以提高纤维的结合强度，不影响单根纤维的强度，而增加纤维的结合强度和横向强度，从而起到提高环压强度和补强的作用。其使用方法主要有 3 种:即浆内添加法、层间喷淋法和表面施胶法。使用增强剂时，既要考虑作用效果，又要考虑生产成本以及对环境的友好性[3]。表面施胶对于提高瓦楞原纸的环压强度和抗水性能,是一种非常有效的方法。经试验,在氧化淀粉中添加10% SAE,对瓦楞原纸进行表面施胶,能显著增加瓦楞原纸的环压强度和抗水性能［2］。

3　结束语

综上所述，提高瓦楞原纸环压强度的途径有:

（1）废纸浆料与木浆、麦草浆合理搭配，控制配比以及使用合理的纸浆处理工艺。实际生产中的木浆一般指阔叶木浆。

（2）在符合生产要求的打浆度范围内，适当提高浆料打浆度，可以提高纤维间结合力。

（3）根据纸机的运行性能探索出合适的上网浓度以及浆网速比，提高成纸环压强度。

（4）根据纸厂自身的实际情况，在一定范围内合理增加压榨力度，减少湿纸的水分。

（5）适当提高干燥温度，控制干燥水分在10%以内，增加纸张环压强度。

（6）在综合考虑生产成本和对环境的友好性后，适当使用瓦楞原纸环压强度增强剂，可以增加瓦楞原纸的环压强度和抗水性能。

［1］ ［日］纸业时代社.纸加工技术［M］.潘福池，刘淑英，刘仁庆，等译.北京：中国轻工业出版社，1991.

［2］ 王三平.高强瓦楞原纸环压强度的影响因素［J］.轻工机械，2010，28（3）：96-99.

［3］ 余慧中，付建生，万朝雨，等.瓦楞原纸环压强度增强的研究现状［J］.湖北造纸，2014（2）：5-9.

吴文慧（1988-）助理工程师从事造纸暨造纸

化学品研究及开发工作。

联系电话：18679032920/0791-88333891，

E-mail：819581968@qq.com

Discussions about Ways of Enhancing Ring Crush Strength of Corrugated Base Paper

WU Wenwhui
（Papermaking Research Laboratory of JiangXi Province，JiangXi Nanchang 330029）

According to analysing the influencing factors on ring crush strength of corrugated paper，to discuss the ways of enhancing its ring crush strength so that to improve the level of corrugated base paper，meet the demand of market，increase the economic benefit of enterprises and promot the furher development of the papermaking industry.

corrugated base paper；ring crush strength；ways of enhancing