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柔软剂在卫生纸中的应用

2021-8-5 9:39:57 次浏览

柔软剂在卫生纸中的应用


柔软度是各种卫生纸产品的重要特征,但并非所有的人对柔软度特性都有相同的理解。就它的测定方法而言,虽然有许多方法可用于测定卫生纸并评价其柔软度川,但是,最广泛使用的方法仍是依靠专职测试人员或专家小组进行的手感测试法。手感测试法明显受到两个要素的影响,即“表面柔软度”和“整体柔软度”。儿等人采用评价体系证实了影响厨用擦拭巾手感柔软度的主要因素是表面平滑度和伸长率在固定负荷下的伸长。平滑度与表面柔软度具有较好的相关性,而伸长率则能够较好地说明整体柔软度,即强度低的纸页是柔软的。在卫生纸和纸巾纸的制造中,使用柔软剂,解键剂是该行业常用的技术,一般称之为化学柔软法。大多数柔软剂,解键剂是配制的阳离子产品,它们可用于湿部或经特种涂布方式得到应用。这些涂布方式有喷涂、在杨克式烘缸之后的辊涂等,它们还可被用于卫生纸的加工生产线中。由于能与纤维素纤维亲合,这类助剂可提高卫生纸产品的松厚度,使卫生纸产品具有柔软性和舒适的表面手感。阳离子解键剂的效果主要取决于阳离子组分和辅助配方组分的化学结构,解键剂的用量和纤维的质量对阳离子柔软剂,解键剂的主要要求是它们与纤维素纤维的亲合性,而此亲合性性由阳离子组分的性质来提供,阳离子组分是柔软剂解键剂的主要成分。


柔软剂的应用


生产过程的综合控制


在卫生纸的生产过程中,扬克式烘缸涂覆层的最佳控制是保证产品质量和提高生产效率的最重要的参数。以带电化学品与生产中已起皱纸页的其他变量相互作用为主的生产过程的综合化学控制能够显著地提高最终产品的质量。控制整个系统的电荷对树脂和胶枯物的控制、最佳湿强度的形成和纤维留着都有重要影响。它也会影响卫生纸厂获得最佳的起皱几何形状和化学涂夜层形成的能力,进而影响产品质量、生产效率和生产成本的控制。系统电荷呈现温和的阴电性,并在该电性下保持稳定是卫生纸生产的理想条件。然而大多数的未经改性的造纸系统明显地呈现强阴电性,并且系统的电荷普遍随时间的推移而变化。成形网和或毛毯的纹理结构能使纸页具有相应的纹理,这种纹理可控制强粘附和弱粘附的位置。推荐使用细网目成形网,不是为了提高一次留着率,而是为了提高纸页的粘附质量并生产较细的皱纹。当粘附程度一致和成形网与毛毯纹理结构细密时,纸页就能够均匀完整地粘附在烘缸上,起皱刮刀的变钝程度就会减轻。软压辊和靴形压榨这些机械手段有助于获得均匀的纸页粘附性和高密度的微小皱纹。另外,纤维配比、系统有规律的小停顿时间、和不同的添加剂等的变化都会显著地影响纸页的粘附和最终的起皱质量。木材纤维是非常好的造纸原料。我们在卫生纸生产中所了解和所看到的木材纤维是由用显微镜才可见的极细的微纤维组成,这些微纤维进而组成纤维素分子束,这种分子束是葡萄糖聚合体,在纤维表面上存在着活性位置,在这些位置上,单根纤维通过氢键的形成与另一根纤维键合。纤维的氢键键合取决于纤维的水合程度。解键剂在这些位置代替水,并阻碍单根纤维间的相互键合。键合作用受到干扰的结果使卫生纸的松厚度提高,挺度降低,并增加了与卫生纸表面垂直的纤维数量,使卫生纸表面厚度具有长绒毛般的手感。在某些情况下,键合作用受到的干扰还会显著地影响纸页的强度性质。所选用的解键剂或柔软剂的添加量、与纤维的接触时间以及施加方法,都能显著地影响强度与纸页柔软度提高之间的平衡,如图1所示。


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柔软剂的应用技术


柔软剂的用量要受到一种或多种因素的制约。由于柔软剂可以形成一道屏障来阻止纤维间的键合,而这种键合是强度提高的主要原因,所以柔软剂会降低抗张强度〕。施加多少用量的柔软剂才会降低强度,这要取决于所选用的柔软剂及其施加方法。延长接触时间会增加解键剂柔软剂渗人到纤维和纸幅结构中的数量。在受控条件下施加柔软剂可使我们确定有多少纸页结构和在纸页结构的什么位置发生解键。许多但不是所有的品种的卫生纸强度比所要求的强度更高。用于扬克式烘缸涂覆层上的柔软剂也能起到脱缸剂的作用。有些卫生纸厂通过调整烘缸涂覆层的配方可以容易地抵消柔软剂所提供的过分的脱缸作用,但其他的卫生纸厂则不能。另外,柔软剂的施加方法可以使柔软剂对纸页剥离性的影响有所不同。卫生纸生产商必须认清这些影响因素,并且在决定选用某种柔软剂和或某种施加方法之前要充分考虑这些因素。解离剂用的影响解健剂用量固定条件下的试验将高度稀释水约的水分散体的解键剂加人碎浆机中。用联机的静态混台器制备这种稀释液。解键剂用普通的计量泵打人,在试验的小时内保持其用量不变。所用浆料是的阔叶木和针叶木混合原生浆。每隔小时测定已生产的卫生纸中的季按型表面活性剂含量。在头小时中,季钱型表面活性剂含量连续增加,直至达到理论值0.2%为止。出人意料的是,在相同的用量下继续试验,卫生纸中季胺型表面活性剂含量竟保持不变,约小时后又开始上升,高于理论值,达到,如图所示。在此高含量下,在杨克式烘缸处可观察到纸页的飘离现象。所幸的是,降低杨克烘缸脱缸剂的用量可使过程得以控制。小时后,停止加人解键剂,让纸机在不加解键剂的情况下运行一夜。再过小时第二天早晨,对卫生纸进行分析,其季钱型表面活性剂的含量仍有0.08%。


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解健剂用黄不同时的试验在相同条件下进行如下试验,但要在冲浆泵中加人解键剂,在整个试验过程中,解键剂的用量要调节得能使季按型表面活性剂在卫生纸中的留着率达到预定指标。在试验也得到相同的响应曲线,只是在冲浆泵中加人解键剂比在碎浆机中加人,响应要来得更快。约接触分钟就足以使阳离子完全留着在纤维上。减少用量会使测得的纸中阳离子含量逐渐减少,但在重新增加用量时叉提高到所预定的含量。纸机平衡运行的时间愈长,与预定含量的偏离程度就愈小。若有足够的时间调节用量,并使系统稳定,工厂试验就会取得更大的成功,如图所示。提高卫生纸柔软度的种方法有许多方法可以提高卫生纸的柔软度,从选择浆料到调整磨浆和压榨的程度,从采用靴形压榨或热风穿透干燥技术提高松厚度到在卫生纸加工过程中采用压花工艺来改善纸页等均能提高卫生纸的柔软度。常用的方法起皱浆内添加柔软剂在进人扬克烘缸以前的纸页上喷涂柔软剂以及在卫生纸加工过程中使用乳霜和护理剂。这种方法对表面柔软度和整体柔软度的影响,如表所示,起皱对表面柔软度和整体柔软度均具有明显影响,而柔软剂对整体柔软度的影响要明显地超过其对表面柔软度的影响。


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起皱和起皱化学品


控制起皱是在普通卫生纸机上提高柔软度的最成熟和最基本的方法。了解起皱刮刀的力学条件刮刀角度、刮刀倾斜度、刮刀伸出量、刮刀材质结构、施加的压力等是重要的,但是它们通常被认为是属于卫生纸生产的专利范围川。浆内添加柔软荆浆内添加柔软剂的方法已经被使用了多年。咪哇琳衍生物是浆内添加用柔软剂的典型实例,其作用是减小浆料中的纤维之间的结合。简单地将这种柔软剂加人到浆料中,它会改变纤维表面性质,减小纤维与纤维间的结合面积,形成较低的纤维间结合力。虽然这种柔软剂能够有效地提高整体柔软度,但它会显著地影响纸页的强度,使抗张强度降低巧以上。另一种浆内添加用柔软剂是纤维润滑剂。这类柔软剂的作用是通过将油性助剂或蜡状助剂加人到纸页中,以减少纤维的摩擦性能。通过减少纸页内部的摩擦力,整体柔软度略有提高。


一般来说,润滑型柔软剂使纸页抗张强度的降低不足,它们的作用类似于织物柔顺剂,能使布料的手感更加柔软,但不会明显降低布料的强度。然而,润滑型柔软剂是通过提高纸页的平滑度,使纸页手感更加平滑,从而达到提高表面柔软度的目的。最新开发的浆内添加柔软剂技术使得造纸工作者在达到其所要求的整体柔软度和表面柔软度的提高值的同时,控制纸页强度的损失。最新的研究成果已经使得中国的某一卫生纸厂采用高达的非木材纤维生产出高质量的面巾纸,这是一个相当大的成就。使用这种浆内添加用柔软剂,抗张强度的下降小于。大多数柔软剂的施加方法是将柔软剂添加到浆料系统中。加人位置的范围是从碎浆机到冲浆泵。调节箱或调浆箱是经常使用的加人位置。通常的做法是在更加靠后的位置将柔软剂添加到系统中,这将使柔软剂对纤维有更多的渗透和反应时间,这样将会降低更多的强度。在某些情况下这种作用是人们所希望的,但在其他情况下则不是,这要取决于对最终产品的技术规格要求。在二次纤维系统中,来自纤维的涂料和其他杂质可能会降低纸页的柔软度,它是纸页柔软度不好的另一个原因。在这种情况下,使用含有渗透分散剂的柔软剂,将提高二次纤维的使用效果,但通常要求较长的与纤维接触的时间。柔软剂被添加到单层浆料系统中。一般来说,柔软剂的加人量在开始时应取其用量范围的最低值,然后再逐步增加用量,在每增加一次用量后,要密切注意其对扬克式烘缸剥离效果的影响。根据强度性质或纸页从扬克式烘缸上的剥离性能的变化幅度就可确定最大的加人比率。多层流浆箱系统及其浆料系统可为使用柔软剂提高产品的质量创造更多的条件。在多层卫生纸产品中,每层纸页被定向排列得使纸页接触烘缸的一面或接触毛毯的一面都可成为卫生纸产品的外表面。


通常,在多层卫生纸产品中纸页的正面必须具有最佳的手感柔软度,而另一面则应具有最佳强度。在这两种情况下,柔软剂的加人应该仅对纸页的正面层的手感柔软度发挥作用。其优点是以较低的处理成本和极小的强度损失来显著地提高柔软度。纸页喷涂用柔软剂柔软度是面巾纸和厕用卫生纸纸页的主要表面性质。纸页内部的键合是使纸页具有强度的重要因素,降低纸页表面的纤维键合程度可以使柔软剂对纸页内部键合的干扰减少到最小程度,并可获得理想的柔软度。因此,在干燥之前的湿纸幅上喷淋柔软剂可降低使用成本,并在纸页抗张强度降低甚微的同时,使纸页表面柔软。在进人扬克式烘缸之前的纸页上喷涂柔软剂是一种提高纸页柔软度的新技术工。再次强调的是,其作用是使纤维的表面改性。通过降低纸页表面的摩擦性能,纸页的表面柔软度能够显著提高。纸页喷涂用柔软剂的一个优点是它们的成本效益较好。在一个纸厂的实际应用效果表明,使用纸页喷涂用柔软剂替代浆内添加用柔软剂,可使成本降低将近,节省成本达到万美元以上。使用适当的纸页喷涂用柔软剂的一种良好副作角是可改善扬克式烘缸的涂层性能,进而可提高皱纹的均匀性和改善卷筒纸的卷取操作。


某些柔软剂还具有成膜性,由于在接近扬克式烘缸的纸页上喷涂这种柔软剂,起皱工艺会受到该柔软剂成膜性能的影响,柔软剂起到一种温和的涂层改性剂的作用,使得扬克式烘缸涂层具有较好的塑性和起皱功能。这时已看到,它对粘缸剂或脱缸剂的加人速度没有影响。纸页喷涂用柔软剂的作用是温和的,并具有良好效果。值得注意的是,在纸页被干燥之前纤维间并没有结合,纤维依靠纸页中残留水的内聚力彼此紧密地接触。由于在进人扬克式烘缸之前纸页纤维间还没有结合,所以,通过在纸页的表面喷涂适当的柔软剂,有可能在某种程度上影响整体柔软度。恰当的实例是纸页喷涂用柔软剂在干网槽卫生纸成形器上的应用。使用纸页喷涂用柔软剂时一个要考虑的重要问题是在起皱刮刀处产生的纸毛量有可能增加。若用错了柔软剂一般是那些解键作用强的柔软剂则可产生大量的纸毛。


请务必记住,纸页喷涂用柔软剂的主要作用是纤维的改性,它可以提高表面柔软度。虽然,它可能会使整体柔软度稍有提高,但是它的使用最好要与造纸工作者的目标相一致,如果主要是为了提高整体柔软度,那么,采用浆内添加用柔软剂就比使用纸页喷涂用柔软剂更合适。卫生纸加工过程中使用的乳霜和护理剂在卫生纸加工过程中喷涂柔软剂实际上类似于纸页进人扬克烘缸前在纸页上喷涂柔软剂,但它的成本较高,那么为什么还要采用这种工艺呢有两个主要原因,第一,购买大卷筒卫生纸原纸的许多卫生纸加工商想提高其产品的柔软度。对于他们来说,提高柔软度的工艺只能在加工过程中进行。第二个原因是,为了使纸页具有某些特性,而采用其他方法是不可能获得这些特性的。


为了避免混淆,必须对“乳霜”和“护理剂”加以定义。对于我们的用途来说,乳霜是一种能够使卫生纸具有柔软、平滑或真丝般手感的助剂。而护理剂则可以从卫生纸上转移到使用者的皮肤上,并提供护理皮肤的作用。乳霜与护理剂在化学组成上具有一些相似之处,它们往往含有能够提高卫生纸表面平滑度的润滑剂和蜡状化学品。但护理剂还含有一些乳霜不具有的组分,它们是润肤剂和湿润剂,具有较好的润肤作用。润肤剂是油性化学品,它能够补充皮肤的油脂含量,有助于养护皮肤,从某种程度上讲,它的作用类似于护肤霜。


润湿剂是有助于锁定水分的化学品,它们的作用是帮助锁定皮肤中的水分,避免皮肤干燥。乳霜用于提高卫生纸的表面柔软度,如用于面巾纸和厕用卫生纸。而护理剂则更多地用于面巾纸上,特别用于那些被市场称为“对鼻子友好”的面巾纸,此类面巾纸适宜于普通感冒和流感患者使用。结语有许多方法可以用于提高卫生纸的表面柔软度和整体柔软度。适当地选择和使用粘缸剂和脱缸剂可以控制扬克式烘缸的涂层性能,这是最基本和最重要的方法之一。合理地使用浆内添加用柔软剂或纸页喷涂用柔软剂也是造纸工作者提高柔软度的重要方法。最后,在卫生纸加工过程中,使用乳霜和护理剂对于高级卫生纸产品的生产具有明显的作用。选择何种方法来提高卫生纸的柔软度要取决于用户的要求和生产条件。


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