一种树脂纸管用表层纸管原纸及其生产工艺

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种树脂纸管用表层纸管原纸及其生产工艺。

背景技术

树脂纸管因其抗压强度高，表面光滑、洁净度高，直线度与真圆度高，防水耐磨性能好等优势，广泛应用于纺织、食品、医药、化工等行业。

现有技术中所使用的树脂纸管的加工工艺，首先是对原纸进行处理，普遍选择含浸纸作为原纸，按所需尺寸规格分切后，包覆在打磨后的纸管上，然后喷涂树脂溶液，再进入挤压模具，在高温下挤压成型。

含浸纸主要进口自芬兰、美国和日本等国家，当作为树脂纸管原纸时，喷涂量误差大，广泛存在树脂喷涂量不稳定，喷涂不均匀、树脂层不紧固易脱落，树脂纸管表面发花的问题，且普遍需要挤压成型步骤，生产加工过程工序繁琐，生产效率低，能耗大，交货周期长，价格昂贵。

发明内容

为了解决含浸纸原纸加工过程工序繁琐，生产效率低，能耗大的问题，本发明提供对树脂纸管原纸的生产原料及生产工艺进行了改进，

使用60-80重量份的针叶木和20-40重量份的阔叶木为原料制浆后抄造而成，纸张的定量250±5g/㎡，纵向环压强度＞13N·m/g，横向环压强度＞9N·m/g，层间结合强度＞300J/㎡，平滑度＞100s，水分7.2-7.6％。

本发明提供的一种树脂纸管用表层纸管原纸及其生产工艺，采用如下技术方案：

一种树脂纸管用表层纸管原纸的生产工艺，包括制浆、辅料添加和纸浆抄造过程，所述纸浆抄造过程包括以下步骤：网部成型、压榨、浸渍、干燥、压光和卷取；所述浸渍步骤包括：以水性酚醛树脂分散液为浸渍液，将网部成型后得到的纸幅先单面预浸，再转移至浸渍池进一步浸渍，然后经计量辊挤出多余的浸渍液，控制纸幅浸渍量为10-30g/㎡(按绝干计算)。

作为优选，所述干燥步骤包括：浸渍后的纸幅在托辊的张紧作用下，先经过热风干燥器，纸幅与热风发生热对流完成预干燥，再经过烘缸，纸幅与烘缸表面发生热传导完成进一步干燥。

作为优选，热风干燥器预干燥的排风同时对纸幅上下吹热风；所述热风干燥器安装在相邻的托辊之间。

作为优选，烘缸干燥温度约为70-110℃，充入烘缸的蒸汽压力为0.1-0.4Mpa；烘缸为双挂网排列烘缸，对纸幅两面分别烘干。

作为优选，所述制浆过程包括以下步骤：碎浆、除渣、打浆和混浆；以针叶木浆和阔叶木浆为原料，其中60-80重量份的针叶木浆和20-40重量份的阔叶木浆；所述碎浆步骤包括：原料针叶木浆和阔叶木浆分别送入水力碎浆机进一步碎浆得到针叶碎浆后浆料和阔叶碎浆后浆料；所述除渣步骤包括：将针叶碎浆后浆料和阔叶碎浆后浆料分别送入磨前除渣器处理得到针叶除渣浆料和阔叶除渣浆料；所述打浆步骤包括：将针叶除渣浆料和阔叶除渣浆料分别送入盘磨进行打浆，针叶木浆打浆度控制在30-33°SR，阔叶木浆打浆度控制在35-38°SR，得到针叶打浆后浆料和阔叶打浆后浆料；所述混浆步骤包括：在成浆池中按照针叶打浆后浆料60-80％，阔叶打浆后浆料20-40％的比例进行混合得到混浆。

作为优选，所述辅料添加过程包括以下步骤：在成浆池中连续添加PVA湿强剂，吨纸加入量10-20kg；在高位箱回流浆料管道中连续添加稀释后的PAM干强剂，稀释倍数为15-25倍，吨纸加入量为20-30kg；在冲浆泵出口管连续添加稀释后的PAM助留剂，稀释倍数为500倍，吨纸加入量0.2-0.3kg。

作为优选，所述PVA湿强剂吨纸加入量为10-15kg。

作为优选，所述PAM干强剂稀释倍数为20倍，吨纸加入量为20-25kg。

作为优选，所述PAM助留剂吨纸加入量0.2-0.25kg。

一种树脂纸管用表层纸管原纸，纸张的定量250±5g/㎡，纵向环压强度＞13N·m/g，横向环压强度＞9N·m/g，层间结合强度＞300J/㎡，平滑度＞100s，水分7.2-7.6％。

综上，本发明具有如下的有益技术效果：

(1)纸浆抄造过程包括以下步骤：网部成型、压榨、浸渍、干燥、压光和卷取，所述浸渍为湿法浸渍，在生产原纸的过程中采用湿法浸渍；完全改变了先将原纸包覆在打磨后的纸管上然后向纸管喷涂树脂溶液的现有技术；本发明的原纸运输至客户后，可以直接使用其卷成树脂纸管，使用方便，无需二次加工；本发明中浸渍树脂液与纸纤维粘合良好，得到的原纸表面树脂厚度均匀，含量稳定，原纸的综合指标较为稳定，并且也省去了原纸包覆在纸管上后加热挤压成型的过程，获得树脂纸管产品更加简单方便，可进行大批量连续化生产，有助于大幅提高生产效率，降低能耗；表面浸渍树脂的纸页平滑度远高于含浸纸，平滑度＞130s，大大提高纸管的外观质量，纸张表面更加有光泽；

(2)浸渍后的纸幅先完成预干燥，再经过烘缸；热风干燥器预干燥温度较低(低于烘缸表面温度)、方便调控，可以避免使用烘缸时传热和升温速度过于快而导致的树脂层迅速干裂脱落问题；并且预干燥的排风同时对纸幅上下吹热风，对纸张中树脂的干燥非常的均匀；

(3)浸渍后的纸幅先经过预干燥再经过烘缸，通过以上技术方案能够减少烘缸的数量，降低生产成本；

(4)按照针叶打浆后浆料60％，阔叶打浆后浆料40％的比例进行混浆，所得到的原纸性能很稳定，也能满足指标要求，纵向环压强度＞13.5N·m/g，横向环压强度＞9.2N·m/g，层间结合强度＞320J/m

(5)为更好提高湿纸幅抗张强度，避免浸渍过程中断纸，选择PVA湿强剂，不含甲醛类聚合物，无毒无害，PH值适用范围广，能在中性，微碱性和酸性条件下抄造，成纸的干湿强度均有效改善，且有利于降低生产成本，有利于吸附较小纤维和带负电荷的酚醛树脂；选用PAM干强剂和PAM助留剂，有效改善纸页成型，调整PAM干强剂吨纸加入量为25kg，PAM助留剂吨纸用量为0.2kg时显著提高纤维的留着率，纸张的纵向环压强度＞13.1N·m/g，横向环压强度＞9.1N·m/g。

附图说明

图1为本申请实施例的生产工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

参考图1，本实施例中原料1针叶木浆，原料2为阔叶木浆。使用半漂硫酸盐法制得针叶木浆和阔叶木浆，将针叶木浆和阔叶木浆分别倒入水力碎浆机中进行碎浆，碎浆后得到的两种浆料分别经过磨前除渣器处理，然后使用盘磨分别对除渣后的浆料进行打浆。由于浆料的特殊性，针叶木浆料和阔叶木浆料均采用游离状打浆方式，针叶木浆料富含长纤维以疏解为主，适当进行切断，阔叶木浆料富含短纤维要有一定程度的切断，从而减少纸浆的润涨，可提高成纸的吸收性和尺寸稳定性。针叶木浆打浆度控制在32°SR，阔叶木浆打浆度控制在36°SR，打浆后的浆料按针叶木浆70％，阔叶木浆30％的比例进行混合，得到混合浆料。

参考图1，为改变纸张性质，满足使用需要，一般在纸浆抄造过程前添加辅料。本实施例添加的辅料包括PVA湿强剂、PAM干强剂和PAM助留剂。

具体地，成浆池中装有混合浆料后的混浆，此时将PVA湿强剂直接连续添加至成浆池，控制每吨纸生产消耗的PVA湿强剂量为10kg。本实施例中选用固含量为12.5±0.5％，粘度为35～70cp(25℃)，PH为4～5，外观为淡黄色透明溶液的PVA湿强剂。

为增加纤维间的结合区域、纤维间氢键的结合点的数量和结合点的牢固程度，加入适量PAM干强剂。本实施例选用HM-2122PAM干强剂，固含量(％):20。用计量泵将PAM干强剂稀释20倍，将稀释后的PAM干强剂连续添加至高位浆箱回流管道中，控制每吨纸生产消耗的PAM干强剂量为22kg。

为提高细小纤维和填料的留着率，降低浆耗，改善原料得率和白水回收效率，本实施例将溶解稀释500倍后的PAM助留剂溶液连续添加至冲浆泵出口管道，控制每吨纸生产消耗的PAM助留剂的量为0.23kg。具体地，本实施例选用有效物质含量90％的PAM助留剂(聚丙烯酰胺干粉)，在搅拌桶中加水后打开搅拌机，然后把将PAM助留剂沿着搅拌形成的漩涡缓慢、匀速、均量投加配成PAM助留剂溶液。

参考图1，经过冲浆泵、压力筛后会获得良浆，良浆会进入流浆箱。本实施例选用单长网网案使纸页脱水成型。通过操作流浆箱，以均匀、稳定的出浆速度将良浆喷到单长网网案网面上脱去大部分水形成纸幅。

参考图1，成型后的纸幅经脱水元件进行压榨脱水，本实施例选择一道真空压榨与一组五辊三压区复合压榨的组合的压榨形式。真空压榨可以从湿纸中脱去更多的水，纸幅也较少压溃，改善脱水效果，沿横幅宽度上脱水比较均匀。复合压榨保证较高的脱水效率和进干燥部的纸幅干度。由于真空压榨的线压力的大小根据湿纸水分、纸的定量和种类、辊壳强度等而有所不同，本实施例中选用线压力为80KN/m，真空度为0.05-0.06MPa。

配置浓度为3-8％的水性酚醛树脂分散液，倒入飘浮槽和浸渍池中。参考图1，压榨后的纸幅仍然为湿纸幅，将湿纸幅运送至飘浮槽进行单面预浸，预浸后的纸幅再进入浸渍池，然后经过计量辊多余的浸渍液被挤出，同时浸渍液在纸内进一步均匀分布，控制浸渍量为14g/㎡(按绝干计算)。

浸渍树脂液后的纸幅会进入纸机干燥部进行烘干，干燥过程中各个干燥段温度的设置影响纸张质量。如果浸渍树脂液后的纸幅直接进入烘缸进行干燥，纸幅表面温度陡然上升，对树脂液的干燥过快，极有可能造成树脂液中溶剂挥发不完全，从而引起树脂层开裂。若使用多烘缸设置不同温度，则需要反复调整才能使纸幅表面树脂层达到理想状态，且湿端的数个烘缸还要配合使用较大的虹吸器，才能获得较好的排水，操作复杂，能耗较高。因此本发明选择热风干燥器预干燥工艺，使用蒸汽加热，方便、易于控制，纸幅整体得到较为均匀的干燥。

参考图1，本实施例中纸机干燥部由热风干燥器段和烘缸段组成，并配合有托辊和压辊。热风干燥器配有空气加热和循环系统，纸幅进入热风干燥器段时，在托辊对纸幅的支撑张紧作用下通过加热单元组成的通道，每一个通道有配置排湿系统，在纸幅通过时，高速热风以90m/s的速度从长缝形喷嘴中垂直地从上往下或从下往上地吹向纸页表面，热风与纸页水分进行热交换后，使纸页能均匀干燥。提高加热空气温度和传热系数均能加快纸页水分蒸发，本实施例中，热风干燥器预干燥的排风蒸汽表压为0.46Mpa。由于选择热空气作为干燥介质而不使用煤气或天燃气作加热源燃烧产生的高温烟气作为干燥介质，本申请对环境更友好，且生产成本更低。热风干燥器干燥纸页后，经热交换后排出的热风温度降低，湿度约为320g/kg。

纸幅进入烘缸段，此时纸幅含水量减少约40％。本实施例采用完全相同的上下双排烘缸交替布置，结构紧凑，并在烘缸与烘缸之间设置温度梯度。本实施例中上下烘缸温度为70-110℃，充入烘缸的蒸汽压力为0.1-0.4Mpa。

参考图1，干燥完成的纸张进入压光机进行压光，提高纸张表面平整度，压光后进入卷纸机进行卷取。卷取后下机的纸辊，根据生产需要，分切成不同尺寸的纸辊或纸盘。进行包装后入库。

实施例2

与实施例1的大部分工艺相同，不同的是，本实施例中：

针叶木浆打浆度控制在33°SR，阔叶木浆打浆度控制在35°SR，打浆后的浆料按针叶木浆63％，阔叶木浆37％的比例进行混合，得到混合浆料。

控制每吨纸生产消耗的PVA湿强剂量为13kg，所用的PAM干强剂稀释倍数为15倍，控制每吨纸生产消耗的PAM干强剂量为24kg，控制每吨纸生产消耗的PAM助留剂的量为0.21kg。

控制纸幅浸渍水性酚醛树脂分散液的量为11g/㎡(按绝干计算)。

热风干燥器预干燥的排风蒸汽表压为0.54MPa。

实施例3

与实施例1的大部分工艺相同，不同的是，本实施例中：

针叶木浆打浆度控制在31°SR，阔叶木浆打浆度控制在37°SR，打浆后的浆料按针叶木浆66％，阔叶木浆34％的比例进行混合，得到混合浆料。

控制每吨纸生产消耗的PVA湿强剂量为14kg，所用的PAM干强剂稀释倍数为16倍，控制每吨纸生产消耗的PAM干强剂量为23kg，控制每吨纸生产消耗的PAM助留剂的量为0.21kg。

控制纸幅浸渍水性酚醛树脂分散液的量为13g/㎡(按绝干计算)。

热风干燥器预干燥的排风蒸汽表压为0.56MPa。

实施例4

与实施例1的大部分工艺相同，不同的是，本实施例中：

针叶木浆打浆度控制在33°SR，阔叶木浆打浆度控制在35°SR，打浆后的浆料按针叶木浆72％，阔叶木浆28％的比例进行混合，得到混合浆料。

控制每吨纸生产消耗的PVA湿强剂量为11kg，所用的PAM干强剂稀释倍数为18倍，控制每吨纸生产消耗的PAM干强剂量为22kg，控制每吨纸生产消耗的PAM助留剂的量为0.21kg。

控制纸幅浸渍水性酚醛树脂分散液的量为12g/㎡(按绝干计算)。

热风干燥器预干燥的排风蒸汽表压为0.49MPa。

实施例5

与实施例1的大部分工艺相同，不同的是，本实施例中：

在纸机抄前池中按照针叶打浆后浆料78％，阔叶打浆后浆料22％的比例进行混合，得到混合浆料。

控制每吨纸生产消耗的PVA湿强剂量为12kg，所用的PAM干强剂稀释倍数为21倍，控制每吨纸生产消耗的PAM干强剂量为22kg，控制每吨纸生产消耗的PAM助留剂的量为0.20kg。

控制纸幅浸渍水性酚醛树脂分散液的量为15g/㎡(按绝干计算)。

热风干燥器预干燥的排风蒸汽表压为0.50MPa。

经过对上述的制备方法制备的树脂纸管用表层纸管原纸进行主要指标检测，结果如表1中所示：

表1

以上均为本发明的较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，并非依此限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应包含在本发明的保护范围之内。