提高吸水滤纸的湿强度和吸水性能的试验研究

王建丽

（天津造纸厂有限公司 ，天津，300350）

前 言

随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们对生活质量和健康的要求愈来愈高。使用加湿器来增加室内的湿润度,调节居室的小气候，尤其是北方干燥地区,已成为许多家庭的选择。但由于我国北方地区水质偏硬,以往普通加湿器使用一段时间后，就会在家具表面形成一层白粉，这是由于水中的钙镁离子析出的缘故。而新型的纯净加湿器采用吸水滤纸为原料，加工成滤纸芯，可有效吸附水中钙镁离子和杂质，再通过风机，将纯净的水分子吹到空气中，解决了长期困扰人们的“白粉”问题。加湿器工作时，吸水滤纸质层的滤芯需要放置于水中的，要求滤纸有较高地吸水性能和湿抗张强度，以满足加湿器的使用要求。

本文以进口木浆为原料，通过浆料筛选、纤维配比，控制打浆度、紧度和湿强剂添加，可明显提高吸水滤纸湿强度和吸水性能。

1 实验室试验

1.1 试验仪器设备

瓦赖打浆机

Frank抄片器

卧式电脑拉力机ZB-WL30

纸吸收性测定仪（克列姆式）

600mm斜长网造纸机

1.2 试验工艺流程

（1）小试试验工艺流程

纸浆疏解→打浆→配浆→抄片→干燥

（2）中试试验工艺流程

纸浆疏解→打浆→配浆→贮浆→除砂→上网→脱水→干燥→卷取

1.3 测试方法

本试验吸水性测定采用纸和纸板毛细吸水高度的测定方法，测试时间为10 min。

2 结果与讨论

加湿器用吸水滤纸的吸水性能和湿强度是非常重要的性能指标。而吸水性与其所采用的纤维原料性质、打浆度、纤维配比和成纸紧度等有着很大关系。

2.1 打浆度对吸水性能的影响

试验选用进口针叶木浆为原料，进行不同打浆度条件下滤纸的吸水性能试验，试验结果见表1。

实验表明纸浆打浆度愈高,成纸的吸水高度愈低，这是因为随着打浆度的提高，纤维润涨和细纤维化程度增加，纤维的比表面积也增大，使得纤维结合紧密，抗张强度增大，吸水性随之降低。根据吸水滤纸对吸水性能的要求，考虑采用游离状打浆，打浆度控制在 18～20°SR 为宜。

表1 打浆度对吸水性能的影响

2.2 纤维配比对吸水纸性能的影响

采用100%针叶木浆抄造，其吸水性还不能达到使用要求，本实验考虑加入适量比例的丝光化针叶木浆来提高吸水性能，实验结果见表2。

实验表明丝光化木浆加入量越大，滤纸吸水高度越高。其原因是纤维经丝光化处理后，纤维的杂细胞和细小纤维被溶出，纤维表面也更加光滑，成纸后纤维间接触面积减小，孔隙率增大，吸水性提高，同时滤纸抗张强度指标呈下降趋势。根据吸水滤纸的使用要求，丝光化木浆加入量20%左右较好，可以达到技术指标要求。

表2 纤维配比对吸水性能的影响

2.3 紧度大小对吸水滤纸吸水性能的影响

为进一步研究成纸紧度对吸水性能的影响，本试验对于抄制出的湿纸页先用压力机以不同压力进行压榨，然后再进行自然烘干，试验结果表明，随着压力逐渐增大，吸水性能呈下降趋势；压力加大后，纤维之间的结合力增大，成纸的紧度变大，抗张强度提高，但造成纸的孔隙率降低，吸水高度也随着降低，见表3；抄制吸水滤纸，紧度控制在0.30 g/cm3以下为宜。在实际生产抄造中可通过调节压榨压力和毛毯张力来控制纸张的紧度，达到良好的吸水性。

表3 紧度大小对吸水滤纸吸水性能的影响

2.4 湿强剂的添加和加入量对吸水滤纸湿强度和吸水性能的影响

湿强度是纸张在水中浸渍一定时间后的湿强度，以润湿后的实际强度表示。一般未经湿强剂处理的纸张，经水浸润后强度损失90%～96%，所以需通过添加湿强剂来达到较高的湿强度要求。

目前，聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）是最常用的湿强剂，该湿强剂可在中性和碱性条件下使用，易被纤维吸收，成纸的湿强度高，且损纸回收处理工艺简单，处理时间短，不需要增加设备，操作方便。

试验结果表明，随着PAE加入量增加，湿强度明显提高，同时干强度也提高，但随着用量增加，加入量达到1.5%左右时，湿强度增加趋于平缓。根据吸水纸使用要求，湿强剂加入量在1.2%～1.5%之间为宜。试验结果见表4

表4 湿强剂的加入量对吸水滤纸湿强度和吸水性能的影响

2.5 中试抄造试验

根据实验室小试验确定的工艺条件，进行上机抄造试验，中试结果与实验室小试结果基本一致见表5。

表5 中试试验数据

3 结论

（1）采用进口针叶木浆与丝光化木浆混合配抄吸水滤纸，通过控制打浆度与成纸紧度，可获得较好的吸水性能。其最佳打浆度为18～20°SR，紧度控制在0.30 g/cm3以下为宜。

（2）通过添加聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）可有效提高吸水滤纸的湿强度，且不影响纸的吸水性能，其加入量控制在1.2%～1.5%之间。