纸浆纤维的选择及包装材料对生活用纸质量和生产效率的影响

倪永浩 加拿大新布伦瑞克大学

纸浆纤维的选择

用于生活用纸的商品浆可以分为以下几类：

◆ 漂白针叶木硫酸盐浆（长纤浆）：NBSK（包括云杉、松木、花旗松等），SBSK（南方松）；

◆ 漂白阔叶木硫酸盐浆（短纤浆）：NBHK（包括杨木、枫木、桦木等），BEK（桉木）；

◆ 高得率浆：TMP、CTMP、BCTMP；

◆ 废纸浆；

◆ 非木浆。

不同纸浆纤维的性质有着较大的差异，如纤维的强度、长度、粗度、宽度、结合力等，对生产成本、效率和最终产品的质量有很大的影响。长纤浆内不同品种尺寸也有较大的差别，会对产品强度和柔软度等性能产生不同的影响。因此，在生活用纸生产中选择合适的纤维类型非常重要。

图1 不同纸浆纤维的尺寸比较

纤维的强度、结合力、结合面积和形态等都对纸品的强度有着决定性的影响。长度大而粗度小的NBSK浆有利于提高纸品的强度。生活用纸的柔软性受纸表面半游离纤维数量和纤维弹性模量等因素的影响。细更薄的长纤浆纤维通常有利于提高纸的强度，而短纤浆通常可以提高纸的松厚度。

要获得不同特性的产品，需要采用不同的浆料配比。长短纤浆的比例对生活用纸的松厚度、抗张强度和柔软度都有很大的影响。提高短纤浆的比例有助于改善产品的松厚度和柔软度，而增加长纤浆的比例可以增强纸的抗张强度。纤维选择和配比需要根据纸的品种及市场要求来选择。

图2 短纤浆的比例与纸品松厚度、抗张强度和柔软度的关系

除了长短纤浆的配比，纸浆的半纤维素含量也对生活用纸的性能有显著的影响。如图3所示，纸浆半纤维素含量越少，产品的吸水能力就越高，吸收速度也会加快，并且松厚度也会提高。因此，纸浆的半纤维素含量高对产品的松厚度、柔软度和吸水性等都有不利的影响。

图3 纸浆半纤维素含量对产品性能的影响

综上所述，纸浆品种、品牌、质量等的选择对生活用纸的生产有显著影响，如生产成本、纸机运行效率和产品性能等。在生活用纸生产中，选择合适的纤维类型和长短纤浆配比非常重要，在不影响纸机生产的情况下，可以尽量提高短纤浆的比例。纸浆的半纤维素含量对生活用纸的松厚度、柔软度和吸水性等质量指标有不利影响，所以应尽量选用半纤维素含量较低的纸浆。

用于商品浆打包的纤维素纤维材料

商品浆板传统上使用钢丝进行打包，造纸厂在碎解浆板前必须把浆包上的钢丝去除。目前纸厂大多采用人工除去浆包上的钢丝，这是一项繁琐而危险的工作。自动除钢丝系统的投资和维护费用比较高，需要安装金属探测器，并增设人工除钢丝站以确保除去全部的钢丝，因此目前在纸厂的应用还不是很广泛。

为了解决这一问题，可以用能够碎解成纸浆纤维的纤维素纤维材料（高强纸带）替代钢丝进行打包。这种高强度纸带的接口可采用热合方式连接，适用于自动打包系统，并且能够像浆板一样在普通碎浆机中碎解成纸浆纤维。在造纸厂的处理过程中，不需要除去打包纸带，可用输送带把整个浆包送到水力碎浆机，使打包纸带与浆板一起碎解成纸浆纤维。整个过程安全、高效，并不产生废弃物。

图4 用高强纸带捆扎的浆板包

高强纸带的关键技术在于纤维原料的选择，制浆漂白过程中对纤维的损伤，纤维的变形，以及增强剂的使用等。现在已经开发出了新一代的高强度浆板打包纸带，其单位重量的抗张强度可达到标准结构钢材的3倍以上。新材料同时具有更佳的使用性能，更容易碎解。

目前，全球约有5%的左右的商品浆已经采取纤维素纤维材料进行打包，这种新型包装材料可大大提高生活用纸的生产效率，提高生产安全，同时有利于环保。在商品浆板打包中，用纤维素纤维材料代替钢丝将成为国际趋势。