王紅軍 先生
技術(shù)研發(fā)中心經(jīng)理；從事新產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)現場(chǎng)工藝調配，主要研究方向：特種紙研發(fā)及特種材料在紙張中的應用。電話(huà)：13659769544。
耐水洗仿皮紙是一類(lèi)高檔包裝用紙，主要應用于皮包、手袋、鞋材里襯、高檔西裝肩襯、牛仔褲吊牌、皮牌等方面。顧名思義，其具備良好的耐水洗能力，使用洗衣機對紙張進(jìn)行反復洗滌，紙張不會(huì )被洗爛。在室溫環(huán)境下具有良好的耐撕裂強度，不容易被撕裂，手感柔軟具有皮質(zhì)感。其生產(chǎn)工藝對原紙要求比較苛刻，特別是原紙漿料配比和打漿度，嚴格把控原紙纖維空隙的分布，保證浸漬液能夠浸透整個(gè)紙張，特別是浸漬液要能達到紙張芯層。另外，需要保證浸漬液進(jìn)入紙張內部后，能夠保留在紙張內部。其浸漬液一般是以丙烯酸類(lèi)膠乳為主，輔助其它化工材料。耐水洗仿皮紙顏色有白色、棕色、黑色、古銅色、茶色、石頭色、巧克力色和象牙色，常見(jiàn)顏色為白色、黑色和棕色。
耐水洗仿皮紙以德國泰嵩和美國杜邦公司生產(chǎn)的紙張較為暢銷(xiāo)，市場(chǎng)價(jià)格18元/m2。中國國內杭州特種紙有限公司、浙江金昌特種紙股份有限公司、東莞日大皮革有限公司均有生產(chǎn)耐水洗仿皮紙，其產(chǎn)品質(zhì)量較國外公司還有一定差距，但也可滿(mǎn)足下游客戶(hù)的應用要求。國產(chǎn)耐水洗仿皮紙市場(chǎng)價(jià)格約15～16元/m2。
本論文探索了耐水洗仿皮紙實(shí)驗室與大生產(chǎn)工藝方面的研究。
1 實(shí)驗
1.1實(shí)驗原料
針葉漿：凱利浦；闊葉漿：亞太森博；絨毛漿：國內某公司；聚酯纖維：國內某公司；PAE濕強劑：湖北某公司；丙烯酸類(lèi)膠乳：廣東某公司；純丙膠乳：山東某公司；滲透劑：美國某公司；防霉劑：凱松；蒸餾水：實(shí)驗室自制；甘油：日本進(jìn)口。
立式磨漿機TD7-PFI、頁(yè)面成形器TD10-200B、纖維標準疏解機TD15-A、肖伯爾打漿度儀，咸陽(yáng)通達輕工設備有限公司；百分天平一臺JJ500，常熟市雙杰測試儀器廠(chǎng)；熱風(fēng)干燥箱GZX-9070，上海上邁電子儀器有限公司；臺式調速膠水機，佛山市力萬(wàn)達包裝機械廠(chǎng)；電腦抗張試驗機RH-KZY，廣州潤湖儀器有限公司；美工刀；家用洗衣機，海爾滾筒洗衣機。
1.3原紙制備
按照針葉漿40%、闊葉漿30%、絨毛漿15%、聚酯纖維15%比例進(jìn)行配漿，然后使用PFI對漿料進(jìn)行打漿處理，要求打漿度控制在（18±1）°SR左右，濕重≥25g，原紙緊度≤0.55g/cm3，濕強劑加入量450kg/t紙，進(jìn)行抄樣備用。
1.4浸漬液制備
按照丙烯酸膠乳用量100%計算，分別添加羧基丁苯膠乳3%、滲透劑0.2‰、防霉劑1.0%、水蒸餾水0.5%，攪拌均勻后備用。
1.5仿皮紙實(shí)驗室制備工藝
將1.3步驟紙樣浸漬于1.4步驟的浸漬液中，然后進(jìn)行擠膠、烘干。
1.6分析與檢測
1.6.1芯部浸膠情況檢測，使用美工刀在紙張表面劃一道缺口，使用抗張測定儀按照《GB/T 453-2002紙和紙板抗張強度的測定》測定其抗張強度，根據數據分析判定芯部浸膠情況。
1.6.2按照《GB/T 457-2008紙和紙板耐折度的測定》，測定紙張耐折強度。
1.6.3按照《GB/T 453-2002紙和紙板抗張強度的測定》，測定紙張抗張強度。
1.6.4耐水洗測定，將紙張放置于家用洗衣機中，加入一定量洗衣液，連續洗滌8h，觀(guān)察紙張耐水洗情況。
1.6.5耐搓揉測定，將紙張放置于水盆中，待紙張完全浸透后對紙張進(jìn)行來(lái)回搓揉50次，觀(guān)察其是否分層。
1.6.6抗撕裂強度測定，在室溫環(huán)境下，用手撕裂紙張不會(huì )被輕易撕裂為準。
2 結果與討論
2.1仿皮紙原紙工藝
按照針葉漿40%、闊葉漿30%、絨毛漿15%、聚酯纖維15%比例進(jìn)行配漿。使用凱利浦針葉漿作為主體漿料；使用闊葉漿主要是為了控制纖維空隙分布，提高浸漬過(guò)程中浸漬液的有效保留率；絨毛漿具有良好的吸水性，有利于浸漬液向原紙芯層滲透；使用6mm長(cháng)度聚酯纖維，提高紙張強度，作為紙張龍骨使用。在打漿過(guò)程中，由于機械交纏會(huì )對紙張強度方面提供一定幫助。當然為了保證紙張纖維結構比較疏松，可以選用不同粗細程度的合成纖維控制纖維空隙的分布，更加有利于浸漬液向原紙內部滲透，可以促使浸漬液均勻分布于整個(gè)紙幅。為了保證原紙結構疏松，順利浸漬到原紙芯部，其打漿度控制在（18±1）°SR較為合適。需要明確指出打漿度偏高，會(huì )導致紙張結構緊密不利于浸漬液向原紙內部滲透，原紙緊度應≤0.55g/cm3。在抄紙過(guò)程中濕強劑添加量450kg/t紙。
2.2浸漬工藝
按照丙烯酸膠乳用量100%計算，分別添加羧基丁苯膠乳3%、滲透劑0.2‰、防霉劑1.0%、蒸餾水0.5%。
將原紙浸漬于浸漬槽中，進(jìn)行反復浸漬三次、擠膠等工序，然后將紙張進(jìn)行烘干。為了使膠料達極限強度，建議最后一組烘缸溫度應≥165℃。
在配制浸漬液過(guò)程中，應注意滲透劑用量不宜偏高，滲透劑是一類(lèi)良好的表面活性劑，其有熱遷移性，會(huì )導致紙張芯層膠料在高溫烘干過(guò)程中向原紙表面遷移，造成芯層強度偏低。
在紙張浸漬過(guò)程中，建議車(chē)速控制在30～45?m/min較為適宜。
2.2.1不同比例羧基丁苯膠乳對強度的影響
選用的丙烯酸類(lèi)膠乳是應用于紡織行業(yè)與浸漬壁紙行業(yè)用到的膠乳，此類(lèi)膠乳存在一定的弊端。單純使用丙烯酸膠乳短時(shí)間內（一個(gè)月）可以保持紙張具有良好的強度，但是長(cháng)期暴露于空氣中會(huì )使紙張強度變差，分析是由于受到紫外線(xiàn)照射造成強度喪失較大，故需要添加一定量建筑涂料應用的羧基丁苯膠乳，改善膠乳抗紫外線(xiàn)照射能力，結果如表1所示。
實(shí)驗結果表明：在同等實(shí)驗條件下，隨著(zhù)丁苯膠乳加入量的提高，紙張手感變硬、很容易就能被撕裂、抗紫外線(xiàn)效果良好。這是由于所選用的羧基丁苯膠乳是建筑外墻涂料使用的膠乳，其自身抗紫外線(xiàn)效果較好。由于膠乳自身玻璃化溫度（Tg）值較高，紙張放置一段時(shí)間后會(huì )變硬，導致紙張很容易被撕裂。因此，根據實(shí)驗效果可以看出羧基丁苯膠乳用量應≤3%較為適宜。
2.2.2不同比例滲透劑對強度的影響
滲透劑是一類(lèi)良好的表面活性劑，能夠促進(jìn)浸漬液向原紙內部滲透，浸漬液能否到達紙張芯部對紙張強度至關(guān)重要，特別是紙張在水中不斷地搓揉會(huì )出現分層現象。所以滲透劑的使用，對紙張強度產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，結果如表2所示。
實(shí)驗條件下，一定用量的滲透劑對紙張層間結合力的提高是有幫助的，但是超出一定范圍（0.3‰）后，紙張層間結合力變低。并且紙張在水洗搓揉過(guò)程中出現分層現象，這是由于滲透劑具有熱遷移效應引起的。在一定溫度下，滲透劑會(huì )向紙張表面進(jìn)行遷移，滲透劑在遷移過(guò)程中將芯層膠乳帶到紙張表面，從而導致芯層膠乳含量偏低，出現分層現象。因為，滲透劑用量不宜過(guò)高，建議用量不超過(guò)0.2‰。
2.2.3不同比例柔軟劑對強度的影響
為了使紙張具有良好的柔軟效果和皮革感，需要在浸漬液中添加一定量的柔軟劑，提高其手感。柔軟劑大部分都是硅類(lèi)改性產(chǎn)品，其對強度影響較大。需要確定柔軟劑的用量，結果如表3所示。
表1 不同用量羧基丁苯膠乳對強度的影響
| 配方一 | 配方二 | 配方三 | 配方四 | 配方五 | |
| 丙烯酸膠乳/% | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 羧基丁苯膠乳/% | 0 | 3 | 6 | 12 | 18 |
| 滲透劑/% | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 蒸餾水/% | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 防霉劑/% | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 手感 | 柔軟 | 柔軟 | 柔軟 | 較硬 | 較硬 |
| 手撕難易程度 | 難撕裂 | 難撕裂 | 容易撕裂 | 容易撕裂 | 容易撕裂 |
| 抗紫外線(xiàn) | 不抗光化 | 抗光化 | 抗光化 | 抗光化 | 抗光化 |
表2 不同用量羧基丁苯膠乳對強度的影響
| 配方一 | 配方二 | 配方三 | 配方四 | 配方五 | |
| 丙烯酸膠乳/% | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 羧基丁苯膠乳/% | 1.0 | 3 | 6 | 12 | 18 |
| 滲透劑/% | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
| 蒸餾水/% | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| 防霉劑/% | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 手感 | 柔軟 | 柔軟 | 柔軟 | 較硬 | 較硬 |
| 層間結合力/N | 4.2 | 5.3 | 6.5 | 5.5 | 4.9 |
| 搓揉分層現象 | 分層 | 不分層 | 不分層 | 分層 | 分層 |
結果表明：在同等實(shí)驗條件下，隨著(zhù)柔軟劑用量的提高，紙張變得很柔軟，手感更加接近動(dòng)物皮革。但是，紙張的強度損失較大，層間結合力、拉伸強度、耐折強度均出現不同程度的損失。這是由于柔軟劑分子吸附在紙漿中的纖維表面上,并形成一層油膜，這樣纖維之間的氫鍵減少,并且纖維表面變得光滑,產(chǎn)生相對滑動(dòng)，造成紙張的力學(xué)性能下降。因此，在達到手感的前提下，不建議使用柔軟劑?？梢酝ㄟ^(guò)調整丙烯酸膠乳的玻璃化溫度改善紙張的
手感。
2.3表面處理工藝
由于仿皮紙自身經(jīng)過(guò)浸漬加工后，在不同環(huán)境下水分散失情況不同，為了保證紙張水分維持在5.0%～6.5%，需要對紙張表面進(jìn)行處理。將甘油與水按照1∶10或者1∶15的比例進(jìn)行稀釋?zhuān)鶆虻赝坎嫉郊垙堈疵?。甘油學(xué)名是丙三醇，是一類(lèi)良好的保濕劑，其能夠從空氣中吸收水分，保證紙張的水分。
不建議將甘油直接加入浸漬液中進(jìn)行使用，加入浸漬液中會(huì )造成紙張強度下降。分析其原因可能會(huì )導致纖維表面打滑，影響氫鍵結合強度。
2.4耐水洗仿皮紙技術(shù)指標
耐水洗仿皮紙主要檢測指標是手感柔軟、具有皮革感、高干強度、高濕強度、不容易撕裂、耐水洗性能、耐摩擦性、耐候等指標，如表4。其中絕大部分指標均由丙烯酸膠乳提供，丁苯膠乳主要提供良好的抗光老化能力、耐候指標。植物纖維和化學(xué)纖維提供的強度較小，可以認為是浸漬液的良好載體。
3 總結
耐水洗仿皮紙是一類(lèi)高檔包裝用紙，其具有良好的耐水洗、高強度、質(zhì)地柔軟等特點(diǎn)?？梢杂糜诒砻骛ず螾U層和棉紗等材料，是一類(lèi)良好的皮革替代品。產(chǎn)品具有良好的可降解性，不會(huì )對環(huán)境造成傷害。
生產(chǎn)耐水洗仿皮紙較為合理的工藝。
3.1原紙漿料配比：針葉漿40%、闊葉漿30%、絨毛漿15%、聚酯纖維15%。打漿度控制在（18±1）°SR，濕重≥25g較為合理。
3.2浸漬液配制，丙烯酸膠乳用量100%計算，羧基丁苯膠乳3%、滲透劑0.2‰、防霉劑1.0%、蒸餾水0.5%。
3.3將甘油與水按照1∶10或者1∶15比例進(jìn)行稀釋?zhuān)鶆虻赝坎嫉郊垙堈疵妗?/span>
