漂白漿掛面箱紙板利用廢紙纖維生產的研發

盛永忠

（山東世紀陽光紙業集團有限公司， 山東 昌樂 262400）

漂白漿掛面箱紙板利用廢紙纖維生產的研發

盛永忠

（山東世紀陽光紙業集團有限公司， 山東 昌樂 262400）

介紹了對漂白漿掛面箱紙板的認識和用廢紙纖維研制生產的工藝技術措施，包括生產工藝流程、原料配比、生產工藝技術條件和廢紙制漿工藝中采取的關鍵技術措施。例如改善廢紙纖維原料分類；使用精密縫篩、熱分散等提高分離非纖維組分，特別是蠟、膠黏物的效率；使用精密分級篩，分離長短纖維用于紙板的底層和芯層，提高產品的性價比。最后介紹了研制生產的產品達到的主要技術性能指標。

漂白漿掛面箱紙板 廢紙纖維 膠黏物 精密縫篩 精密分級篩

我公司是國內最早利用廢紙纖維研發生產漂白漿掛面箱紙板的生產企業，獲得國家專利二十二項。主持起草了漂白漿掛面箱紙板（GB/T22870-2008）國家標準，于2008年12月30日發布，2009年9月1日實施。產品經國家紙張質量監督檢驗中心檢驗，各項技術指標達到國家標準要求，滿足了用戶使用要求。產品的開發成功并投放市場后，受到了用戶的普遍歡迎，產品質量可與同類進口產品相媲美，不僅可以替代進口而且還出口國外市場，為公司創造了良好的經濟效益，使公司成為國內漂白漿掛面箱紙板行業細分市場中的領軍企業，擁有自主知識產權。產品銷售已覆蓋國內28個省市，國內市場占有率40%以上，并遠銷歐、美、亞三大洲。

現將對漂白漿掛面箱紙板的認識及用廢紙纖維研制生產漂白漿掛面箱紙板的技術措施介紹如下：

1 對漂白漿掛面箱紙板的認識

包裝在現代商品貿易中發揮著對商品保存、美化和保護的重要作用，據報道2011年我國包裝工業總產值約1.3萬億元，成為僅次于美國的世界第二包裝大國。在各類包裝材料中，主要為紙板、塑料、金屬、玻璃、木材等，其中包裝紙板占有十分重要的地位。按產值計，世界包裝材料中，紙板占近40%。紙制品包裝行業是包裝所屬六個行業中使用范圍廣、質優價廉的綠色包裝行業。包裝紙箱是現代物流不可缺少的一部分，承擔著容裝、保護產品、美觀的重要責任。隨著經濟的發展，市場對包裝紙箱質量提出了更高要求，瓦楞紙箱的印刷逐步向高檔次、高質量、多色彩、視覺效果強烈的方向發展，以彩面多色網點印刷為方向，也就是以商品包裝替代運輸包裝，以漂白漿掛面箱紙板替代箱紙板（包括普通箱紙板、牛皮掛面箱紙板和牛皮箱紙板），使之達到色彩鮮艷、光澤度好、美觀的效果。

漂白漿掛面箱紙板，是商品銷售包裝的重要材料，經單面彩色印刷后用于瓦楞紙板、硬質纖維板或“紙板盒”等產品的表面材料，廣泛用于食品、飲料、奶制品和電器包裝，為近年來在包裝行業應用最有發展潛力的紙包裝材料之一。國外的漂白漿掛面箱紙板主要是以機械木漿為主配少量漂白化學木漿生產的，即全木漿生產，產品質量較好，國內我公司率先研制開發生產達到國際先進水平的漂白漿掛面箱紙板新產品，生產規模達到45萬t/a，產品不但可替代進口還可出口創匯，并推動我國包裝紙板生產技術水平的提高，具有較高的經濟效益和社會效益。

2 用廢紙纖維研制生產漂白漿掛面箱紙板的主要技術措施

由于研制的產品質量要求較高，紙板的強度、勻度、平滑度、印刷性能和外觀指標等均須適應包裝行業大型聯合機及高質量印刷機的使用要求，因此在工藝流程、設備選型、原料配比及生產工藝參數的確定上均要達到國際先進水平。其中主要技術裝備如廢紙制漿生產線、紙板生產線全部引進國際領先的裝備技術，生產系統全部采用國際領先的DCS及QCS自動控制系統。

（1）生產工藝流程：

①制漿流程，見圖1。

圖1 制漿流程

②造紙流程，見圖2。

圖2 造紙流程

（2）原料配比和打漿工藝技術條件。

①面漿：100%漂白木漿（包括漂白闊葉木漿和漂白針葉木漿）或以漂白木漿為主配部分的白紙條漿或漂白再生脫墨漿DIP，叩解度35～38oSR，濕重10～12 g，打漿濃度4.0%；

②襯漿：舊書本紙脫墨漿，叩解度28～30oSR，濕重2～4 g，打漿濃度3.8%；

③芯、底漿：100%舊瓦楞紙箱（包括美廢、國廢、歐廢和日廢）廢紙漿，叩解度26～29oSR，濕重6～8 g，打漿濃度4.0%。

（3）對主要廢紙制漿工藝采取的關鍵技術措施。世界上廢紙回收利用最主要最大量的是用來生產包裝紙與紙板。我國是世界上最大的廢紙利用國和進口國。OCC是回收量最大的廢紙資源，OCC中約含有一半的長纖維木漿是造紙中價值較高的優質纖維原料，一般進口美國廢紙OCC纖維質量和長短纖維的比例較穩定，針葉木纖維約占50%～70%。由于OCC廢紙中的雜質較多，特別是含有較多很難除去的蠟和膠黏物，處理不好會造成漂白漿掛面箱紙板壓光后紙面臟、斑點多，用戶無法使用而成為廢品。為此我們重點解決了OCC廢紙制漿中的非纖維物質的分離問題，采取的關鍵技術措施為：

①改善對生產漂白漿掛面箱紙板使用的廢紙纖維原料的分類，提高回收廢紙的利用水平。現在國內使用的廢紙原料一部分從國外主要是美國、歐洲和日本進口，一部分在國內收購。國外進口的廢紙質量一般都是參照美國廢紙標準進行交易，但實際情況有時原料中含雜量和廢棄物要比標準規定的高許多，盡管可以索賠，但造紙廠家不得不從各方面來調整工藝適應這種原料狀況。國內廢紙質量波動非常大，以OCC為例，有的纖維質量較好，與進口OCC特別是美國OCC（AOCC）接近，有的則差距非常大。為了合理利用，我們制定了如下分級收購標準：A級：以工業紙箱、紙箱廠的邊角料、從超市廢紙箱中揀選出的上等紙箱為主，包括煙箱、大家電等紙箱，掛面皆為木漿掛面，瓦楞層無草漿、無蠟質點，無蠟紙、涂布紙和覆膜紙，無霉變現象，雜質含量不超過0.5%；B級：未經揀選的超市廢紙箱，涂布掛面、單掛面紙箱廠下腳料，瓦楞層不含草漿，無蠟紙，雜紙總含量不超過15%，雜質含量不超過3%。C級：社會回收統貨中的劣質品，雜紙總含量不超過50%，雜質不超過6%。為了保證廢紙原料的分級收購質量，規范回收行為，我們建立了10個廢紙回收基地，配套建設廢紙打包站，建立了大型廢紙經營企業，規范引導國內廢紙回收行為。

②通過使用高質量精密縫篩和優化廢紙制漿工藝，提高了從回收纖維中分離非纖維組分的效率。OCC是一類回收量最大的廢紙資源，強度好，但雜質較多較亂，一般可分為四類比較典型的雜質。第一類是大塊垃圾和紙片,如復膜的紙張和帶有濕強劑的紙張和紙箱，含有大塊塑料膜等；第二類熱敏塑料類雜物，如薄膜、各類涂料、膠黏劑膠帶、標簽、印刷材料等；第三類是較小尺寸的雜物，如填料、涂料中顏料、油墨顆粒、熱溶膠殘留物等；第四類是重雜質和大塊生活和工業垃圾，這些一般都在碎漿機中被去除，較小的都能在高濃除砂器中有效地去除。我們可以把第一、二、三類雜質進一步細分為熱熔物、聚苯乙烯泡沫、塑料薄膜、濕強度樹脂、膠乳、膠黏劑、蠟、瀝青、尼龍等，這些雜質需要不同的設備來處理，有些雜質如塑料和熱熔類雜質，遇熱后會變形、縮小或卷成小球。而有些雜質如重雜質進入后段處理系統中可對設備有極大的損壞，所以針對雜質的特征來合理安排設備和工藝，對保持纖維的強度和得率將是十分重要的。

（4）碎漿：碎漿是廢紙應用中最重要的一部分，它既對廢紙原料進行碎解和疏解，又在這一過程中有效地分離和去除雜物。我們采用了組合碎解系統(由鏈板輸送機、水力碎漿機、引渣井、水力清渣機、圓筒篩、絞繩機、高濃除渣器組合而成)，使廢紙的碎解、排渣能連續進行，并且在碎解廢紙時，避免了纖維的切斷，保護了纖維的原有強度，同時漿中較大的輕重雜質及時得到清除，不需停機清洗。碎漿機、引渣井、水力清渣機、圓筒篩、絞繩機、高濃除渣器采用美國KBC公司設備，實際操作濃度3.5%。碎漿機篩板采用菱形篩孔Ф=16 mm。由于碎漿機篩板孔徑較大，這時的漿料中的纖維實際沒有完全疏解，含有大量紙片等。尾渣經過水力清渣機，使其中夾帶的纖維分離，良漿通過Ф12 mm篩板而回收；粗大雜物送至圓筒篩，去除塑料片、泡沫塑料及重雜質。

（5）篩選和凈化：篩選和凈化是最有效的分離雜質的設備。先設置一道粗篩，分離大塊的雜質和沒有完全疏解的纖維，然后設置一級三段的精密縫篩，主要是處理膠黏物和塑料等雜物，因為在生產流程的初期即纖維還沒有被各種設備處理前對大顆粒雜質去除最容易。精篩我們采用美國KBC公司的設備，篩縫0.15～0.2 mm，可有效去除膠黏物。

實踐證明這種采用進口篩選設備系統，較好地提高了膠黏物等雜質的去除率，避免了過多的膠黏物影響紙機的正常生產。高、中、低濃三類除砂器在我們生產流程中都有使用，設備均采用KBC公司，高濃除砂器是確保漿料中的大塊重雜質不流入下道工序，造成設備的損壞和過早磨損。中濃除渣器主要除去大于100 Mm左右的重質顆粒，低濃重質除砂器主要除去小于100 Mm左右的重質顆粒，輕質除砂器主要除去輕雜質，油墨和膠黏物等。

（6）除熱熔物。對分離的長纖維漿采用熱分散機來除去漿料中的揮發性物質，使粘在廢紙上的熱熔物、膠黏物、油墨粒子在高溫和機械作用下與纖維分開，并分散成微小顆粒，均勻地分布在纖維中間，不再以塵埃點或斑點在紙張中出現對產品造成危害。對蠟、膠黏物大的采用篩選凈化的方法除去，小的采用熱分散的方法除去，去除率可達到96%以上（以進出漿抄樣1 mm以下可見斑點計）。

（7）纖維篩分。使用高質量精密分級篩，實現了從廢紙漿中分離長短纖維的技術，提高了廢紙的利用價值。通過對OCC廢紙漿采用兩級纖維篩分處理，纖維分級篩采用美國KBC公司設備，篩縫0.15 mm。

長、短纖維分離分配比例設定為50%～60%短纖維和40%～50%長纖維。纖維篩分，對利用廢紙纖維生產漂白漿掛面箱紙板的企業(尤其是規模大的企業)有著舉足輕重的作用。可以說，由于纖維篩分技術的發展，使得纖維分級技術具有較高的科技含量。不可否認，纖維分級技術的應用，在廢紙利用技術上又邁出了一大步。由原先的篩選、凈化，注入了新的內容——纖維篩分。這使得廢紙處理流程變得更簡化，減少了處理量，避免長纖維的切斷，節約了能源，提高了產品質量，這都得益于纖維分級技術的成功應用。纖維分級技術在OCC廢紙回用中的使用取得了如下效果：①有效分離長纖維，最大限度地利用長纖維原料；②長短纖維分開處理；③解決了多層成形技術對不同漿層使用不同漿料的需求；④長短纖維用于紙板的多層成形，滿足紙板物理性能的要求；⑤提供了價廉的長纖維原料；⑥長短纖維分開處理，熱分散系統的投資節省一半以上，降低了能耗和生產成本；⑦長短纖維代替原生漿，成本相對較低；⑧根據長短纖維的特性可以用于不同產品的生產，質量達到要求，且價廉物美。

3 結束語

采用纖維分級技術將OCC廢紙中的優質長纖維木漿分離出來，用于漂白漿掛面箱紙板的底層，而短纖維則用于芯層，以提高產品的強度，降低產品的定量，最大限度滿足客戶的需要。因強度高，定量低，可以使用戶產品包裝輕量化。產品包裝輕量化不但可以節省包裝費用、減少運輸費用、提高市場競爭力，還可以節約稀缺的造紙原料，符合可持續發展要求。

通過優化使用了助留助濾劑、沉積物控制劑、固定劑、殺菌劑、消泡劑、施膠劑、干強劑等高效、高質化學助劑，實現回收纖維與原生纖維在紙機上有相同的運行性能，進一步提高了產品品質，達到了節約資源、節能降耗的目的。

研制生產的漂白漿掛面箱紙板達到的主要技術性能指標：定量125～175 g/m2；緊度≥0.75 g/ cm3；光亮度（正面）≥80%；耐折度≥100次；耐破指數≥2.7 kPa·m2/g；橫向環壓指數≥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；塵埃度（正面）0.3 mm2～1.5 mm2≤10個/m2、＞1.5 mm2沒有。