Clay Campbell,Tiago De Assis,Lucyna Pawlowska,Chris Nurse 凱米拉（Kemira）公司

掉粉和掉毛是生活用紙生產(chǎn)商關(guān)注的主要問題之一。在生活用紙生產(chǎn)過程中，與掉粉和掉毛相關(guān)的問題可能帶來大量的額外成本。這些問題會(huì)影響造紙過程的安全性、生產(chǎn)效率和成本，產(chǎn)品的性能以及消費(fèi)者對(duì)最終產(chǎn)品的滿意度。

掉粉發(fā)生在生活用紙生產(chǎn)和加工的時(shí)候，一般在揚(yáng)克缸起皺、紙張復(fù)卷以及加工/壓花過程中出現(xiàn)。生產(chǎn)和加工場所的掉粉至少會(huì)引起以下3個(gè)方面的問題:

（1）與安全衛(wèi)生相關(guān)的問題——產(chǎn)生的微小空氣懸浮顆粒會(huì)被操作人員吸入；

（2）火災(zāi)隱患——設(shè)備和天花板上長期積聚的灰塵是導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸的主要因素之一；

（3）成本問題——粉塵過多需要頻繁清潔生產(chǎn)區(qū)域，并可能引起意外停機(jī)，對(duì)生產(chǎn)效率和成本有負(fù)面影響。

紙張掉毛發(fā)生在最終使用時(shí)，紙毛從最終產(chǎn)品（例如面巾紙、衛(wèi)生紙）上脫落。使用衛(wèi)生紙時(shí)，脫落的紙毛會(huì)堆積在衛(wèi)生間地板上。當(dāng)纖維在紙張表面卷起時(shí)，還會(huì)發(fā)生起毛現(xiàn)象。使用擦拭紙清潔物體時(shí)，細(xì)小的紙毛則可能會(huì)留在物體表面。所有這些掉毛問題都會(huì)引起消費(fèi)者的不滿。

目前，造紙行業(yè)只有很少的儀器可以用來測定工廠生產(chǎn)過程或最終使用產(chǎn)品上脫落的粉塵和紙毛的數(shù)量或類型。且現(xiàn)有的儀器通常很昂貴，不易攜帶，獲得的結(jié)果也未必準(zhǔn)確。因此，行業(yè)需要一種性能優(yōu)良的粉塵和紙毛測量儀。

粉塵和紙毛的類型包括但不限于：纖維、細(xì)小纖維、淀粉和灰分。纖維一般是所有粉塵和紙毛中最長的（約0.2～3.5mm），通常包括闊葉木纖維（如桉木、相思木）、針葉木纖維（如斯堪的納維亞松、南方松）和回收纖維（SOP、OCC）。細(xì)小纖維一般包括薄壁組織細(xì)胞、其他小細(xì)胞和絲狀纖維碎片等，可以穿過成形網(wǎng)（長度約0.2mm）。一種行業(yè)認(rèn)可的分類方法（TAPPI T261-Britt Jar Fines）將細(xì)小纖維定義為可以通過直徑為76μm圓孔的纖維。細(xì)小纖維會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生重大影響，特別是在留著和脫水方面。淀粉顆粒長度約為1～10μm、寬度約為1.5～9μm，在某些情況下呈薄片狀。灰分顆粒主要以造紙?zhí)盍蠟榇怼?/p>

擁有一種能夠精確和反復(fù)測量粉塵和紙毛的測試儀，可為用戶帶來顯著的優(yōu)勢，還可能為紙品生產(chǎn)商節(jié)省大量的成本。

KemView Gen II新一代紙張分析儀及其功用

凱米拉公司的KemView Gen II紙張分析儀（美國專利號(hào)：9,816,977）是一種易于使用、反應(yīng)快速的設(shè)備，可以用來檢測紙張結(jié)構(gòu)、識(shí)別和量化粉塵和紙毛。KemView測試儀提供了多種紙張測量參數(shù)，可以用作實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)檢測工具，有效地協(xié)助紙張質(zhì)量診斷。測試儀的頂部安裝有數(shù)字光學(xué)探測器，用多個(gè)LED光源照亮紙張樣品，只需將測試儀放置在紙張頂部并按下分析按鈕，就可以對(duì)紙張樣品進(jìn)行分析。幾秒鐘就能獲取紙張不同位置的圖像，并輕松將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到excel表進(jìn)行比較分析。

圖1 KemView Gen II紙張分析儀及游離纖維端圖像（紅色）

KemView Gen II是一種基于圖像的新型測量工具，可對(duì)紙張結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度3D分析，輕松測量以下參數(shù)：

? 起皺頻率和皺紋個(gè)數(shù)；

? 皺紋強(qiáng)度和分布；

? 紙張表面粗糙度；

? 針孔比例；

? 游離纖維端（FFE）的數(shù)量；

? 標(biāo)記（成形網(wǎng)、毛毯結(jié)構(gòu)等在紙張上留下的記號(hào)）。

KemView Gen II紙張分析儀正在申請(qǐng)專利，不僅可以測量粉塵和紙毛的總量，還可以識(shí)別和定量化測量不同類別的粉塵和紙毛（如纖維、細(xì)小纖維、灰分和淀粉）。

通常情況下，柔軟度高、干抗張強(qiáng)度低、短纖漿占比高、再生纖維占比高、紙張濕度低、游離纖維端數(shù)高的衛(wèi)生紙和面巾紙產(chǎn)品最容易產(chǎn)生粉塵和紙毛。

粉塵和紙毛測試功能極大地?cái)U(kuò)展了KemView紙張分析儀的價(jià)值。將粉塵和紙毛測量、紙張結(jié)構(gòu)分析（例如皺紋個(gè)數(shù)、游離纖維端數(shù)量、針孔比例）和生活用紙基本特性分析（如強(qiáng)度、柔軟度）相結(jié)合，能夠更好地確定粉塵和紙毛問題根源，有助于選擇最佳的化學(xué)品解決方案。

圖2展示了使用KemView Gen II對(duì)一種結(jié)構(gòu)化衛(wèi)生紙樣品的粉塵和紙毛數(shù)量進(jìn)行測量的結(jié)果。對(duì)產(chǎn)品的兩面（光滑面：粉塵指數(shù)500，有結(jié)構(gòu)的一面：粉塵指數(shù)900）都進(jìn)行了測量，綠色代表粉塵和紙毛。從圖上可以觀察到，產(chǎn)品的光滑面和有結(jié)構(gòu)一面上粉塵數(shù)量有顯著差異。有結(jié)構(gòu)一面的粉塵和紙毛比光滑面多出80%。該樣品的粉塵量比一般結(jié)構(gòu)性衛(wèi)生紙產(chǎn)品要高。

圖2 一種結(jié)構(gòu)化衛(wèi)生紙樣品的粉塵和紙毛量的測量結(jié)果

圖3展示了使用KemView Gen II測量儀分析衛(wèi)生紙產(chǎn)品上的粉塵和紙毛數(shù)量與產(chǎn)品特性（如柔軟度、強(qiáng)度）之間的關(guān)系。共測試分析了9種不同的衛(wèi)生紙樣品。粉塵數(shù)用粉塵指數(shù)（DI）表示，即產(chǎn)品單位區(qū)域內(nèi)的總粉塵數(shù)。從數(shù)據(jù)可以看出，一般來說，較柔軟和強(qiáng)度較低的產(chǎn)品更容易產(chǎn)生粉塵和紙毛。當(dāng)粉塵指數(shù)大于100時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)掉粉掉毛問題。圖中紅點(diǎn)代表的兩種產(chǎn)品測量值異常，顯示出比其他產(chǎn)品（藍(lán)點(diǎn)）高得多的粉塵指數(shù)。

圖3 粉塵和紙毛量與產(chǎn)品特性（柔軟度、強(qiáng)度）的關(guān)系

圖4所示為使用KemView Gen II來分析粉塵和紙毛的源頭。測量的兩種衛(wèi)生紙樣品（產(chǎn)品A：粉塵指數(shù)140，產(chǎn)品B：粉塵指數(shù)130）雖然具有相近的總粉塵指數(shù)，然而，產(chǎn)品A中纖維數(shù)較多，產(chǎn)品B中細(xì)小纖維較多，需針對(duì)不同的來源進(jìn)行優(yōu)化。

圖4 粉塵和紙毛來源分析結(jié)果

表1 掉粉掉毛的原因及解決方案

綜上所述，KemView Gen II是幫助造紙企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、操作安全性和生產(chǎn)效率的有力工具。新的粉塵和紙毛檢測方法結(jié)合紙張結(jié)構(gòu)分析，有助于了解產(chǎn)品掉粉掉毛的根本原因，并找出解決問題的最佳途徑。