關于瓦楞原紙環壓強度提高途徑的探討

吳文慧（ 江西省造紙研究室，　江西　南昌　330029）

關于瓦楞原紙環壓強度提高途徑的探討

吳文慧
（ 江西省造紙研究室，江西南昌330029）

通過對瓦楞原紙環壓強度的影響因素分析，探討出提高瓦楞原紙環壓強度的途徑，以提升瓦楞原紙的檔次，滿足市場需求，提高企業經濟效益，促進造紙行業的進一步發展。

瓦楞原紙環壓強度提高途徑

0　前 言

改革開放以來，在國民經濟快速發展和人民生活水平日益提高的帶動下，造紙行業得到突飛猛進的發展，我國紙及紙板生產量連續多年居于世界首位。這標志著我國已進入世界造紙生產大國行列，造紙工業也開始由數量主導型進入上質量、上檔次、上水平的新的發展階段。造紙工業“十二五”規劃執行四年多以來，包裝用紙市場年均需求量持續增加，并且向著功能化、高品質、高強度、低定量的趨勢發展。

作為包裝用紙“四大家族”之一的瓦楞原紙，由于其輕便、牢固、富有彈性、防震性和防撞性好、成本低以及可以回收利用節約資源的特性，在包裝用紙市場上需求量甚大，扮演著重要角色。然而，在實際應用中，由于我國造紙行業大多以廢紙作為生產瓦楞原紙的原料，這些廢紙原料經過多次重復利用后，強度大大降低，很難滿足如今市場“高強度、低定量”趨勢要求，成品瓦楞紙箱的檔次很難提上去，造成低強度瓦楞原紙過量生產，高強度瓦楞原紙供不應求的局面，供需嚴重不平衡。提升瓦楞原紙的檔次，改變不合理的市場格局刻不容緩。強度指標是影響瓦楞原紙檔次提升的最主要質量指標，而強度指標中以環壓強度最為重要。提升瓦楞原紙的檔次，滿足市場需求，提高企業經濟效益，促進造紙行業的進一步發展，則需從提高瓦楞原紙的環壓強度著手。

1　對瓦楞原紙環壓強度的認識

1.1環壓強度的物理意義

要測定原紙或紙板沿幅寬方向(即垂直于紙張的厚度)的抗壓強度比較困難。因為紙或紙板的厚度都很小，要在一張平直的紙張沿垂直于厚度的方向施加壓力，又要原紙或紙板維持形狀穩定是難于做到的。若把紙或紙板圍成環形,施加壓力時其形穩性就好得多。因此,把原紙或紙板圍成環形,然后測量其抗壓強度,這就是原紙或紙板的環壓強度。紙板的環壓強度是指一定尺寸的環形試樣在一定的加壓速度下平行受壓,壓力增大至樣品壓潰時所能承受的最大壓力[1]。

1.2 環壓強度與紙箱抗壓性能的關系

由于瓦楞紙箱主要用于商品包裝和運輸，在運輸過程中要緩沖外力撞擊，防止被壓潰，從而起到保護商品的作用。這就要求瓦楞紙箱能保持足夠良好的剛性，即抗壓強度。在紙箱制造過程中，瓦楞原紙的環壓強度對紙箱的整體抗壓強度影響是很大的。根據瓦楞原紙的環壓強度可計算紙箱的抗壓強度,較為常用的是凱里卡特 (Kellicutt)公式，即:

式中：P ——瓦楞紙箱的抗壓強度（N）;

PX——瓦楞原紙的綜合環壓強度（N/cm）;

aXz——瓦楞常數(與瓦楞的類型有關);

Z ——瓦楞紙箱周長（cm）;

J ——紙箱常數(與瓦楞的類型有關)。

從式（1）可以看出，在瓦楞紙箱的其他參數一定的情況下,瓦楞紙箱的抗壓強度與瓦楞原紙的環壓強度成正比，瓦楞原紙的環壓強度直接決定著瓦楞紙箱的抗壓強度。

2　瓦楞原紙環壓強度的影響因素

2.1纖維原料及其配比

成紙的強度性能在一定程度上取決于造紙原料的纖維形態及其合理配比。原料的質量高，成紙的質量才可能好。目前常用于生產瓦楞原紙的纖維原料有木漿、草漿和廢紙漿。就纖維形態和化學組成而言，木漿優于草漿，草漿優于廢紙漿。用木漿抄造瓦楞原紙，其環壓強度會高于用草漿抄造的瓦楞原紙，因為木漿纖維的強度本身就好于草漿纖維。廢紙漿由于其含雜質較多、纖維長度短、強度差、又多次回收利用，使得纖維之間的結合力大大下降，因而成紙強度最差。然而，用木漿生產瓦楞原紙，其成本是非常高的，考慮到企業的經濟效益，在滿足成紙質量指標的前提下，并不建議用純木漿抄造瓦楞原紙。廢紙漿由于其低廉的成本，目前已成為國內生產瓦楞原紙最主要的纖維原料。但是單用廢紙漿是很難抄造出有足夠高環壓強度的瓦楞原紙，因而在實際生產中，將其與木漿、草漿合理搭配，既保證瓦楞原紙的質量又降低生產成本，對提高企業的經濟效益非常重要。根據不同的用戶需求，可通過生產實踐尋求相適合的纖維原料配比。

2.2打漿度

打漿效果對瓦楞原紙的成紙強度有著決定性作用。打漿度過低，則成紙強度低；打漿度過高，成紙緊度提高而厚度降低，則環壓強度降低。根據有關資料表明,在一定的打漿度范圍內,適當提高打漿度對成紙的各項指標(除挺度外)均有所提高,例如環壓強度和裂斷長大約提高3%。打漿度的高低可以反映漿料在網部的脫水性能,影響紙頁的成紙勻度和紙頁的強度。此外,適當的打漿度還可以減少松香的用量和網部負荷,并且有利于提高化學品的作用效果。一般來說,控制纖維的打漿度在29～34之間[2]。

2.3抄造工藝

2.3.1 上網

漿料上網系統是按照造紙機車速和產品的質量要求，處理漿料流送系統送來的大股漿料流，使其均勻、穩定地沿著造紙機橫幅全寬流送上網，為紙頁成型以及生產優質的產品創造良好的前期條件。漿料經過篩選、凈化后，潔凈程度提高，有利于成紙環壓強度的提高。漿料上網成形過程中控制漿料的上網濃度是非常重要的：較低的上網濃度能夠改善紙頁的勻度，較高的上網濃度能夠增加成紙的 Z 向分布。兩者都能增加成紙的環壓強度，但這兩種情況下必須根據紙機的運行性能探索合適的上網濃度。另外還要確定漿網速比。它決定漿料縱橫向分布，是成紙縱橫向強度的關鍵因素。廠家須根據自身的實際條件，探索出滿足要求的最佳漿網速比，提高成紙的環壓強度。

2.3.2 壓榨

壓榨的主要作用是脫去紙頁的部分水分，使濕紙能夠被正常地帶到干燥部。在此工段，濕紙水分含量對于成紙的環壓強度有很大的影響。當紙頁水分含量較低時，紙機設備的能力得到最大程度的發揮，紙頁的緊度和強度得到了提高，勻度也在一定程度上得到改善，能夠為環壓強度的提高創造條件。當紙頁水分含量較高時，紙頁具有一定的松厚度，紙張纖維 Z向分布保留時間較長，有利于成紙環壓強度的提高。無論壓榨脫水多少都有對成紙環壓強度提高有利的一面，廠家可根據需要合理控制壓榨力度。

2.3.3 干燥

紙板的最終強度是在干燥部形成的。干燥部的操作對紙板物理強度的影響很大。瓦楞原紙成紙水分含量較低時，其環壓強度較好，實際生產中水分含量應控制在10%以內。對工廠來說，在不增加干燥能耗的情況下合理控制紙張干燥曲線，降低成紙水分含量，提高紙張環壓強度，生產出檔次較高的瓦楞原紙，對促進紙廠的經濟效益非常重要。

2.4化學助劑

近年來濕部化學發展迅速，對應于瓦楞原紙環壓強度的要求，大量增強劑應運而生。造紙增強劑如改性淀粉、陽離子高分子聚合物等，它們分子中均帶有羥基、胺基，與纖維的羥基結合形成氫鍵以提高纖維的結合強度，不影響單根纖維的強度，而增加纖維的結合強度和橫向強度，從而起到提高環壓強度和補強的作用。其使用方法主要有 3 種:即漿內添加法、層間噴淋法和表面施膠法。使用增強劑時，既要考慮作用效果，又要考慮生產成本以及對環境的友好性[3]。表面施膠對于提高瓦楞原紙的環壓強度和抗水性能,是一種非常有效的方法。經試驗,在氧化淀粉中添加10% SAE,對瓦楞原紙進行表面施膠,能顯著增加瓦楞原紙的環壓強度和抗水性能［2］。

3　結束語

綜上所述，提高瓦楞原紙環壓強度的途徑有:

（1）廢紙漿料與木漿、麥草漿合理搭配，控制配比以及使用合理的紙漿處理工藝。實際生產中的木漿一般指闊葉木漿。

（2）在符合生產要求的打漿度范圍內，適當提高漿料打漿度，可以提高纖維間結合力。

（3）根據紙機的運行性能探索出合適的上網濃度以及漿網速比，提高成紙環壓強度。

（4）根據紙廠自身的實際情況，在一定范圍內合理增加壓榨力度，減少濕紙的水分。

（5）適當提高干燥溫度，控制干燥水分在10%以內，增加紙張環壓強度。

（6）在綜合考慮生產成本和對環境的友好性后，適當使用瓦楞原紙環壓強度增強劑，可以增加瓦楞原紙的環壓強度和抗水性能。

［1］ ［日］紙業時代社.紙加工技術［M］.潘福池，劉淑英，劉仁慶，等譯.北京：中國輕工業出版社，1991.

［2］ 王三平.高強瓦楞原紙環壓強度的影響因素［J］.輕工機械，2010，28（3）：96-99.

［3］ 余慧中，付建生，萬朝雨，等.瓦楞原紙環壓強度增強的研究現狀［J］.湖北造紙，2014（2）：5-9.

吳文慧（1988-）助理工程師從事造紙暨造紙

化學品研究及開發工作。

聯系電話：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