崔忠偉

[利樂公司（中國），上海 200041]

在回用的廢紙中，還有一類就是復(fù)合類功能性包裝紙。復(fù)合類功能性包裝是一種有別于傳統(tǒng)廢紙的廢紙，在以前沒有引起人們足夠的重視，但隨著這類包裝使用量的增加，它們的回用也引起了造紙行業(yè)的注意。目前，關(guān)于復(fù)合類功能性包裝回用的研究還不多，下面主要介紹復(fù)合類功能性包裝中的廢牛奶盒及其再生利用技術(shù)的進(jìn)展。

1 廢牛奶盒的再生利用

1.1 廢牛奶盒

目前市場上廣泛使用的飲料紙盒包裝通常為磚形和枕頭形。他們最主要的成分是紙板，紙板由原生的長纖維制成，這些纖維有些經(jīng)過漂白有些未經(jīng)漂白。為了增加厚度和挺度，紙板中通常添加部分化學(xué)熱磨漿（CTMP）；為使紙板表面光滑便于印刷，紙板的外面還有一層薄涂層。所以紙盒主要組成是紙板、聚乙烯塑料和鋁箔等六層材料復(fù)合，其中紙類占73%、塑料25%、鋁5%、印刷油墨和涂料占2%。紙板大多來自歐美地區(qū)的可持續(xù)再生森林資源，其主要的供應(yīng)商是：國際紙業(yè)、斯道拉恩索、維實偉克等國際造紙公司，由于各個國家對于紙板的要求不同，因此紙板的層數(shù)和原料也不盡相同。

1.2 廢牛奶盒目前再生利用的情況

在國外，把廢牛奶盒再生利用已有數(shù)10年的經(jīng)驗，消費后廢牛奶盒的回收和再生利用比率也逐年增加。中國、臺灣、韓國、日本的紙廠也在多年前就開始回收利用消費后的廢牛奶盒，其再生利用產(chǎn)品主要有包裝紙、信封紙、瓦楞紙、水果套袋紙、漿板和衛(wèi)生紙等多個形式。

自2002年開始在我國的各省市如：浙江、廣州、山東、北京、廈門等地方陸續(xù)出現(xiàn)了一些應(yīng)用廢棄廢牛奶盒的紙廠。但總得說來，目前廢牛奶盒的回用量和消費量還有很大的差距，因此加強(qiáng)此類廢紙的回收利用既可以避免廢牛奶盒帶來的環(huán)境問題，又能使其成為制漿造紙的良好的原料。

1.3 廢牛奶盒再生利用

用于制備牛奶盒的復(fù)合材料是由紙板、塑料和鋁箔熱熔粘合而成的，沒有其他的粘合劑，所以在水力碎漿過程中，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動所帶來的機(jī)械剪切力，可以導(dǎo)致紙張和塑料、鋁箔的脫離，從而形成紙張纖維和鋁、塑材料的分離。

碎漿工藝中不需要加入其他化學(xué)品，碎漿過程可以采用高濃或低濃都可以達(dá)到碎解的效果，一般來講高濃碎漿能夠減少纖維切斷和鋁膜的破碎。在立式和轉(zhuǎn)鼓碎漿的比較中，轉(zhuǎn)鼓基于其自身處理量大、連續(xù)生產(chǎn)和能夠最大限度的保留纖維特性和減少鋁膜破碎，轉(zhuǎn)鼓被認(rèn)為是處理飲料紙盒最好的處理設(shè)備。目前在德國和芬蘭等國家使用了這些設(shè)備。碎解條件為：濃度 12%～15%，溫度25～50 ℃，碎漿時間20 min，pH值7～9，通常不需添加化學(xué)藥劑。

由于轉(zhuǎn)鼓碎漿要求日處理量大，且一次投資大，目前在我國還沒有利用轉(zhuǎn)鼓處理廢牛奶盒的廠家，大多采用立式高濃碎漿和漿渣分別排放或漿渣共同排放的方式。此碎漿和排放方式與傳統(tǒng)的水力碎漿工藝非常相似，如篩板孔徑為ф8～12 mm和放漿時需要加水稀釋等，其區(qū)別在于傳統(tǒng)碎漿時篩渣通常是石塊、鐵絲等，篩渣量通常小于5%，通過排渣口直接排掉，而在廢牛奶盒碎漿時由于鋁塑量很高（高于25%），因此需要加大排渣口的尺寸以便鋁、塑篩渣的排放。由于鋁、塑篩渣不同于傳統(tǒng)廢紙水力碎漿的篩渣，可以再生利用，因此需要增設(shè)滾桶篩來洗滌篩渣以便后續(xù)使用。

還有一種排放方式就是碎漿后漿和渣共同排放，此排放方式的設(shè)計是基于減少放漿和排放篩渣的時間，而將傳統(tǒng)碎漿機(jī)的放漿口和排渣口合為一個大的放漿口，在放漿時把漿料和篩渣一起排放到過渡池里，然后經(jīng)過一級或二級跳篩分離漿料和篩渣。根據(jù)經(jīng)驗這種放料方式可以比漿、渣分別排放節(jié)省時間30～60 min，從而可以提高工作效率并可減少能耗。

在北美和日韓等地區(qū)大多數(shù)是利用廢牛奶盒生產(chǎn)衛(wèi)生紙。由于這些地區(qū)的廢牛奶盒大多數(shù)含有濕強(qiáng)劑，并且其中的紙張都是漂白漿抄造的，其處理工藝和傳統(tǒng)水力碎漿有很大的不同，但后續(xù)篩選、凈化和抄紙都是傳統(tǒng)的工藝。

此類制漿工藝中先經(jīng)過初步的水力碎漿機(jī)疏解，并不是以成漿為目的，而是使整個廢牛奶盒破碎成片狀。在此流程中對纖維沒有切斷，同時對鋁膜和塑料也沒有被粉碎，這樣能最大限度的保留纖維和鋁、塑的特性。然后泵送到分離塔內(nèi)。分離塔的容積很大，根據(jù)產(chǎn)量的不同，容積從1 000～5 000 m3。在此反應(yīng)塔的三分之一處有一個反應(yīng)器，此反應(yīng)器在塔內(nèi)緩慢的轉(zhuǎn)動，使?jié){料在塔內(nèi)混合均勻，同時反應(yīng)器壁上有很小的開孔，開孔方向與反應(yīng)器轉(zhuǎn)動方向相反，這樣漿料從開孔處流出和塔內(nèi)的漿料相互揉搓，從而達(dá)到纖維、鋁、塑分離的效果。

在分離塔內(nèi)的反應(yīng)時間往往會超過12 h，漿濃高達(dá)15%，在高漿濃、長反應(yīng)時間和強(qiáng)揉搓的條件下，使纖維和鋁、塑分離。在此工藝條件下，鋁膜和塑料膜幾乎沒有任何的粉碎，因此成漿或成紙非常干凈，沒有任何鋁粉點。這是與傳統(tǒng)水力碎漿最大的區(qū)別。

1.4 廢牛奶盒中鋁、塑膜的回用

在廢牛奶盒的再生利用過程中，對于鋁、塑膜的利用非常重要，因為鋁、塑大約占廢牛奶盒總重量的25%。隨著目前石油和有色金屬價格的快速上漲，廢牛奶盒中的鋁和塑料越來越受到人們的重視，同時也決定了廢牛奶盒再生利用項目發(fā)展的前景。如果鋁和塑料都能得到充分利用，廢牛奶盒本身的利用價值就遠(yuǎn)超過其他紙類原料。這不但可以提高再生利用廠家的興趣，還可以是廢牛奶盒的回收更加容易。

在歐美市場對于廢牛奶盒中的鋁、塑的研究使用已有幾十年的歷史，其中一些已經(jīng)在正常生產(chǎn)。如德國就把鋁、塑材料用在水泥廠里，不但可以減少能耗（塑料），而且還可以增強(qiáng)水泥的強(qiáng)度（鋁）。在丹麥?zhǔn)前唁X、塑材料和其他可燃性生活垃圾混合燃燒發(fā)電。在瑞典把鋁、塑材料通過高溫氣化，在燃燒爐中燃燒塑料來產(chǎn)生蒸氣，在底部得到鋁粉。在巴西采用等離子技術(shù)再生利用鋁塑材料，其介紹是通過氬氣電解的作用下，產(chǎn)生15 000 ℃的高溫可得到液態(tài)的鋁和氣體的石蠟，經(jīng)過冷凝后可形成鋁錠和高純度石蠟。我國對于鋁、塑材料的再生利用較晚，但目前宣稱自己具有分離鋁、塑材料的技術(shù)有幾千種，這些技術(shù)大多數(shù)沒有實際生產(chǎn)的經(jīng)驗，有較少技術(shù)在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)使用，但其生產(chǎn)過程所采用的化學(xué)品大多對人體有害，而且生產(chǎn)過程中排放很多有毒、有害廢棄物。

2 廢牛奶盒回用紙漿的質(zhì)量

從目前工廠的生產(chǎn)實踐來看，利樂包裝盒與OCC混合碎漿用來生產(chǎn)紙板是用普通的生產(chǎn)工藝，利樂包裝回用的紙漿與OCC紙漿相比，具有物理強(qiáng)度大、白度高等特點。圖1～圖3是國外一工廠對利樂包裝制漿的試驗結(jié)果。數(shù)據(jù)由利樂公司提供。TBA（Tetra brick aseptic）指利樂常溫紙包裝。

圖1 OCC與TBA一起碎漿對紙漿抗張強(qiáng)度的影響

圖2 OCC與TBA一起碎漿對紙漿撕裂度的影響

圖3 OCC和TBA一起碎漿對紙漿白度和灰分的影響

從圖中看利樂紙包裝制漿后紙漿具有良好的物理強(qiáng)度，而在利樂紙包裝與OCC混合碎漿時，隨著利樂紙包裝在混合廢紙中比例的增加，紙漿的抗張強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度都上升，白度稍微增加，而灰分下降。

3 廢牛奶盒在造紙方面的應(yīng)用及前景

飲料紙盒中的紙漿纖維較長，且物理強(qiáng)度指標(biāo)也很好，因此這部分可以用來做精致牛皮紙。在實際的生產(chǎn)過程中，由于在碎漿過程中不可避免地會有部分的鋁膜被打碎，因此在成紙面上會有部分鋁粉點，同時飲料奶盒中會殘留少量的飲料或牛奶，在實際生產(chǎn)中也曾有過在成紙面上有異味的情況。

在廢牛奶盒的回用過程中，有公司嘗試把飲料紙盒的纖維經(jīng)過漂液漂白后，用來生產(chǎn)衛(wèi)生紙，加入飲料紙盒纖維后的衛(wèi)生紙的抗張指數(shù)有大幅度的提高，但由于飲料紙盒纖維中含有少量的機(jī)械木漿，因此在成紙面上含有少量的黃色纖維束。

目前鑒于商品木漿原料價格的上漲，也有部分水果套袋工廠開始使用廢牛奶盒作為原材料。由于水果套袋對表觀性能的要求相對牛皮紙來說稍微低一些，因此有很多廠家目前在使用這部分原料。也有部分瓦楞紙原紙廠把飲料紙盒用來掛面。

4 結(jié)束語

目前國家大力提倡循環(huán)經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)建節(jié)約型社會，在眾多的可循環(huán)利用的資源中紙類原料占25%以上；由于各方面的原因，所以國內(nèi)廢紙一直沒有得到充分的利用。液體紙包裝中的纖維經(jīng)過適當(dāng)處理可以取代部分漿板；同時鋁、塑都是不可再生資源，鋁、塑的循環(huán)利用有著廣泛的應(yīng)用市場。由于液體紙包裝通過水力碎漿得到優(yōu)質(zhì)的纖維及與鋁、塑分離是完全可行的，所以隨著液體紙包裝消費量的迅速增加，液體紙包裝作為一種具有良好應(yīng)用價值的廢紙，回用也將得到更多的重視。國內(nèi)目前處理液體紙包裝的廠家不多，在我國各地急需這樣的廠家來處理應(yīng)用。另外，紙包裝的碎漿工藝由于沒有其他化學(xué)品的加入，因此污水通過一級沉淀處理可以回用，可以實現(xiàn)綠色環(huán)保生產(chǎn)。