环境友好型高湿强纸张疏解剂

具有湿强度的纸张在回收利用时，碎解过程中需要使用氧化类疏解剂。传统的疏解剂为次氯酸盐助剂，但这并非理想的疏解剂，因为此类助剂不利于环境保护，且会产生可吸收有机卤化物（AOX）。与此相比，过硫酸盐更为环保，但其疏解效果有限，且存在其他的一些缺点，例如会导致纸张发黄。凯米拉开发了一种新型的环境友好型疏解剂FennoSpec 9368。该产品以过碳酸钠为原料，可替代传统疏解剂，成本适宜，且无明显缺点。

1 传统浆料疏解剂的风险和缺点

处理湿强损纸或高湿强废纸纤维是一项极具挑战的工作。高速机械剪切、高温处理、氢氧化钠处理等传统方法并不能在合理的碎解时间内提供完全分散均匀的纸浆，尤其是针对老化的加工纸损纸其效果不甚理想。对于高湿强纸张，需要添加氧化性助剂来碎解由湿强树脂带来的较强的结合。

尽管目前次氯酸钠用作疏解剂的效果并不理想，但其用于湿强纸的碎浆已具有较长的历史。次氯酸盐是一种有毒的化学试剂，需要进行特殊处理，而且会产生游离氯，从而导致金属腐蚀，同时在纸张和废水中产生可吸收有机卤化物（AOX）。如果碎浆后残余的次氯酸盐未得到精确的控制，湿部系统携带的Cl会破坏部分湿强树脂，降低效率。较高含量的游离氯会对扬克缸涂布和设备运行产生负面影响。

由于环保和安全等问题，次氯酸盐用于碎浆的趋势逐步下降，尤其是在制度严苛的欧洲地区，次氯酸盐的应用更是受到了限制，但是仍有许多卫生纸生产商使用此类助剂。欧洲地区即将实施的新的AOX法规将迫使卫生纸生产商寻找合理的替代助剂。2018年9月实施的欧盟指令2010/75/EU对湿强纸造纸废水的AOX限制值进行了下调，由原来的150 g/t降低至 50 g/t。

直至近期，过硫酸盐是替代次氯酸盐用于湿强纸回收利用的唯一疏解剂。过硫酸盐大多是以粉体的形式供应。与次氯酸盐相比，过硫酸盐更加环保（不含Cl），但也存在一些其他的缺点。过硫酸盐粉体溶解速度慢，且氧化能力比次氯酸盐差，因此需要较长的碎浆时间和较高的温度。此外，碎浆时需要加入烧碱（氢氧化钠）以获得更好的效果，但这会导致纤维碱性发黄。有报道称过硫酸盐也会对涂布性能带来负面影响。

2 一种新型环境友好型碎浆助剂

凯米拉公司开发的FennoSpec 9368环保型疏解剂可替代次氯酸盐。该产品以过碳酸钠为主要原料，以颗粒状供货（如图1所示），产生粉尘的倾向低，产品每袋10 kg，包装用可回收的白色纸袋，因而使用时产品连同包装袋可一起直接置于碎浆机碎解而无需打开包装袋。该产品兼具碱和氧化剂的特性，溶解较快，会释放碳酸钠和过氧化氢到溶液中。这会为系统提供碱性（pH为9～10）并具有氧化特性，为降解纸张中的湿强剂提供有利条件。

图1 供货的颗粒状FennoSpec 9368

该产品的主要优势是其优异的环保特性，不会产生任何有害残留物，碎浆后只有水和碳酸钠残留，因此不会产生AOX。目前该产品已获得所有主要的环保和监管部门的批准。

与过硫酸盐相比，FennoSpec 9368的优势还包括较快的溶解速度，这有助于缩短碎浆时间。图2是由碎浆机碎解15 min后的浆料抄造的手抄片照片，其中：左图为未加碎浆助剂的纸浆手抄片照片，中图为每吨干损纸添加10 kg过硫酸盐疏解剂后的碎解浆手抄片照片，右图为每吨干损纸添加10 kg FennoSpec 9368的碎解浆手抄片照片。

图2 拍摄的手抄片照片

由图2的右图手抄片可以看出，手抄片中纤维分布均匀，这表明与空白和添加过硫酸盐相比，添加FennoSpec 9368碎浆后的纤维分散性更好，FennoSpec 9368代替过硫酸盐后碎浆效率将大幅提升。

FennoSpec 9368不需要额外添加烧碱，因为其自身pH可达9～10。当该产品作用于难以碎解的纸浆时，例如老化的加工损纸或利乐包装纸，烧碱的添加能够进一步提升FennoSpec 9368的作用效果。图3所示为利乐包装纸分别添加FennoSpec 9368与过硫酸盐助剂、碎浆15 min后手抄片的抗张指数对比。

图3 利乐包装纸碎浆15 min后手抄片的抗张指数

抗张指数越高表明浆料碎解效果越好。现有的过硫酸盐粉末（参比）需要加入烧碱调节pH至11。FennoSpec 9368自身的pH为9.5，可加速碎浆流程，如利用烧碱调节pH至10.5可进一步改善碎浆效率。

高温有利于碎浆，该产品溶解速度快，且过氧化物更具活性。总之，FennoSpec 9368在温度35℃以上、pH≥9.5条件下可获得高效的碎解效果。通常，温度越高，反应越快。FennoSpec 9368需要的温度低于过硫酸盐粉末，过硫酸盐需要在温度70℃和pH为10以上的热碱条件下才能发挥有效的疏解作用。

3 FennoSpec 9368产品的工厂试验

FennoSpec 9368不仅适用于生活用纸的碎解，而且适用于利乐包装纸、装饰纸和标签纸。对于加工纸损纸的处理也具有较好的效果。在适宜的碎浆条件下，FennoSpec 9368反应快，且能够缩短碎浆时间或允许碎解更多的高湿强回收纸。FennoSpec 9368也许不能像过硫酸盐一样漂白纸浆，但是与过硫酸盐和其他碱性产品不同的是，它可以原位释放过氧化氢，可防止纸浆发生碱性泛黄。

以下为使用FennoSpec 9368碎解湿强损纸的工厂实例。

概况：该造纸企业的产品为厨房用纸、AFH纸巾纸、手帕纸、面巾纸和厕用纸；生产设备为双层新月型纸机，机速为1 700 m/min，产量为6～8 t/h；生产原料为100%原生纤维，采用的化学品有湿强剂WSR[用量为 15～35 kg/t（纸）]和阴离子增强剂FennoBond 85E[用量为4～7 kg/t（纸）]。

需求：需采用安全环保的高效WS损纸疏解剂，禁止使用次氯酸盐（不利于环保，且安全性差），不采用烧碱（会导致纸张发黄，且由于较高的水硬度会导致损纸体系中产生钙沉积）。

解决方案及其优势：采用FennoSpec 9368，用量为每吨干损纸30 kg，处理条件为时间70 min、温度50℃、pH为10；高效疏解WS损纸；该解决方案不含氯、无粉尘，环境友好且安全，易于操作，较少的钙沉积，可减少损纸生产线的停机次数。

4 总结

FennoSpec 9368是一种新型的环保型湿强纸碎浆疏解剂，可为卫生纸生产商提高经济效益。该产品是安全性、环保性均较差的次氯酸盐疏解剂的高效替代品，尤其适用于对AOX限制严苛的欧洲地区。FennoSpec 9368与其他如过硫酸盐类的粉末状疏解剂相比也具有明显的优势。