崔忠伟

[利乐公司（中国），上海 200041]

在回用的废纸中，还有一类就是复合类功能性包装纸。复合类功能性包装是一种有别于传统废纸的废纸，在以前没有引起人们足够的重视，但随着这类包装使用量的增加，它们的回用也引起了造纸行业的注意。目前，关于复合类功能性包装回用的研究还不多，下面主要介绍复合类功能性包装中的废牛奶盒及其再生利用技术的进展。

1 废牛奶盒的再生利用

1.1 废牛奶盒

目前市场上广泛使用的饮料纸盒包装通常为砖形和枕头形。他们最主要的成分是纸板，纸板由原生的长纤维制成，这些纤维有些经过漂白有些未经漂白。为了增加厚度和挺度，纸板中通常添加部分化学热磨浆（CTMP）；为使纸板表面光滑便于印刷，纸板的外面还有一层薄涂层。所以纸盒主要组成是纸板、聚乙烯塑料和铝箔等六层材料复合，其中纸类占73%、塑料25%、铝5%、印刷油墨和涂料占2%。纸板大多来自欧美地区的可持续再生森林资源，其主要的供应商是：国际纸业、斯道拉恩索、维实伟克等国际造纸公司，由于各个国家对于纸板的要求不同，因此纸板的层数和原料也不尽相同。

1.2 废牛奶盒目前再生利用的情况

在国外，把废牛奶盒再生利用已有数10年的经验，消费后废牛奶盒的回收和再生利用比率也逐年增加。中国、台湾、韩国、日本的纸厂也在多年前就开始回收利用消费后的废牛奶盒，其再生利用产品主要有包装纸、信封纸、瓦楞纸、水果套袋纸、浆板和卫生纸等多个形式。

自2002年开始在我国的各省市如：浙江、广州、山东、北京、厦门等地方陆续出现了一些应用废弃废牛奶盒的纸厂。但总得说来，目前废牛奶盒的回用量和消费量还有很大的差距，因此加强此类废纸的回收利用既可以避免废牛奶盒带来的环境问题，又能使其成为制浆造纸的良好的原料。

1.3 废牛奶盒再生利用

用于制备牛奶盒的复合材料是由纸板、塑料和铝箔热熔粘合而成的，没有其他的粘合剂，所以在水力碎浆过程中，随着转子转动所带来的机械剪切力，可以导致纸张和塑料、铝箔的脱离，从而形成纸张纤维和铝、塑材料的分离。

碎浆工艺中不需要加入其他化学品，碎浆过程可以采用高浓或低浓都可以达到碎解的效果，一般来讲高浓碎浆能够减少纤维切断和铝膜的破碎。在立式和转鼓碎浆的比较中，转鼓基于其自身处理量大、连续生产和能够最大限度的保留纤维特性和减少铝膜破碎，转鼓被认为是处理饮料纸盒最好的处理设备。目前在德国和芬兰等国家使用了这些设备。碎解条件为：浓度 12%～15%，温度25～50 ℃，碎浆时间20 min，pH值7～9，通常不需添加化学药剂。

由于转鼓碎浆要求日处理量大，且一次投资大，目前在我国还没有利用转鼓处理废牛奶盒的厂家，大多采用立式高浓碎浆和浆渣分别排放或浆渣共同排放的方式。此碎浆和排放方式与传统的水力碎浆工艺非常相似，如筛板孔径为ф8～12 mm和放浆时需要加水稀释等，其区别在于传统碎浆时筛渣通常是石块、铁丝等，筛渣量通常小于5%，通过排渣口直接排掉，而在废牛奶盒碎浆时由于铝塑量很高（高于25%），因此需要加大排渣口的尺寸以便铝、塑筛渣的排放。由于铝、塑筛渣不同于传统废纸水力碎浆的筛渣，可以再生利用，因此需要增设滚桶筛来洗涤筛渣以便后续使用。

还有一种排放方式就是碎浆后浆和渣共同排放，此排放方式的设计是基于减少放浆和排放筛渣的时间，而将传统碎浆机的放浆口和排渣口合为一个大的放浆口，在放浆时把浆料和筛渣一起排放到过渡池里，然后经过一级或二级跳筛分离浆料和筛渣。根据经验这种放料方式可以比浆、渣分别排放节省时间30～60 min，从而可以提高工作效率并可减少能耗。

在北美和日韩等地区大多数是利用废牛奶盒生产卫生纸。由于这些地区的废牛奶盒大多数含有湿强剂，并且其中的纸张都是漂白浆抄造的，其处理工艺和传统水力碎浆有很大的不同，但后续筛选、净化和抄纸都是传统的工艺。

此类制浆工艺中先经过初步的水力碎浆机疏解，并不是以成浆为目的，而是使整个废牛奶盒破碎成片状。在此流程中对纤维没有切断，同时对铝膜和塑料也没有被粉碎，这样能最大限度的保留纤维和铝、塑的特性。然后泵送到分离塔内。分离塔的容积很大，根据产量的不同，容积从1 000～5 000 m3。在此反应塔的三分之一处有一个反应器，此反应器在塔内缓慢的转动，使浆料在塔内混合均匀，同时反应器壁上有很小的开孔，开孔方向与反应器转动方向相反，这样浆料从开孔处流出和塔内的浆料相互揉搓，从而达到纤维、铝、塑分离的效果。

在分离塔内的反应时间往往会超过12 h，浆浓高达15%，在高浆浓、长反应时间和强揉搓的条件下，使纤维和铝、塑分离。在此工艺条件下，铝膜和塑料膜几乎没有任何的粉碎，因此成浆或成纸非常干净，没有任何铝粉点。这是与传统水力碎浆最大的区别。

1.4 废牛奶盒中铝、塑膜的回用

在废牛奶盒的再生利用过程中，对于铝、塑膜的利用非常重要，因为铝、塑大约占废牛奶盒总重量的25%。随着目前石油和有色金属价格的快速上涨，废牛奶盒中的铝和塑料越来越受到人们的重视，同时也决定了废牛奶盒再生利用项目发展的前景。如果铝和塑料都能得到充分利用，废牛奶盒本身的利用价值就远超过其他纸类原料。这不但可以提高再生利用厂家的兴趣，还可以是废牛奶盒的回收更加容易。

在欧美市场对于废牛奶盒中的铝、塑的研究使用已有几十年的历史，其中一些已经在正常生产。如德国就把铝、塑材料用在水泥厂里，不但可以减少能耗（塑料），而且还可以增强水泥的强度（铝）。在丹麦是把铝、塑材料和其他可燃性生活垃圾混合燃烧发电。在瑞典把铝、塑材料通过高温气化，在燃烧炉中燃烧塑料来产生蒸气，在底部得到铝粉。在巴西采用等离子技术再生利用铝塑材料，其介绍是通过氩气电解的作用下，产生15 000 ℃的高温可得到液态的铝和气体的石蜡，经过冷凝后可形成铝锭和高纯度石蜡。我国对于铝、塑材料的再生利用较晚，但目前宣称自己具有分离铝、塑材料的技术有几千种，这些技术大多数没有实际生产的经验，有较少技术在一些偏远地区使用，但其生产过程所采用的化学品大多对人体有害，而且生产过程中排放很多有毒、有害废弃物。

2 废牛奶盒回用纸浆的质量

从目前工厂的生产实践来看，利乐包装盒与OCC混合碎浆用来生产纸板是用普通的生产工艺，利乐包装回用的纸浆与OCC纸浆相比，具有物理强度大、白度高等特点。图1～图3是国外一工厂对利乐包装制浆的试验结果。数据由利乐公司提供。TBA（Tetra brick aseptic）指利乐常温纸包装。

图1 OCC与TBA一起碎浆对纸浆抗张强度的影响

图2 OCC与TBA一起碎浆对纸浆撕裂度的影响

图3 OCC和TBA一起碎浆对纸浆白度和灰分的影响

从图中看利乐纸包装制浆后纸浆具有良好的物理强度，而在利乐纸包装与OCC混合碎浆时，随着利乐纸包装在混合废纸中比例的增加，纸浆的抗张强度和撕裂强度都上升，白度稍微增加，而灰分下降。

3 废牛奶盒在造纸方面的应用及前景

饮料纸盒中的纸浆纤维较长，且物理强度指标也很好，因此这部分可以用来做精致牛皮纸。在实际的生产过程中，由于在碎浆过程中不可避免地会有部分的铝膜被打碎，因此在成纸面上会有部分铝粉点，同时饮料奶盒中会残留少量的饮料或牛奶，在实际生产中也曾有过在成纸面上有异味的情况。

在废牛奶盒的回用过程中，有公司尝试把饮料纸盒的纤维经过漂液漂白后，用来生产卫生纸，加入饮料纸盒纤维后的卫生纸的抗张指数有大幅度的提高，但由于饮料纸盒纤维中含有少量的机械木浆，因此在成纸面上含有少量的黄色纤维束。

目前鉴于商品木浆原料价格的上涨，也有部分水果套袋工厂开始使用废牛奶盒作为原材料。由于水果套袋对表观性能的要求相对牛皮纸来说稍微低一些，因此有很多厂家目前在使用这部分原料。也有部分瓦楞纸原纸厂把饮料纸盒用来挂面。

4 结束语

目前国家大力提倡循环经济，创建节约型社会，在众多的可循环利用的资源中纸类原料占25%以上；由于各方面的原因，所以国内废纸一直没有得到充分的利用。液体纸包装中的纤维经过适当处理可以取代部分浆板；同时铝、塑都是不可再生资源，铝、塑的循环利用有着广泛的应用市场。由于液体纸包装通过水力碎浆得到优质的纤维及与铝、塑分离是完全可行的，所以随着液体纸包装消费量的迅速增加，液体纸包装作为一种具有良好应用价值的废纸，回用也将得到更多的重视。国内目前处理液体纸包装的厂家不多，在我国各地急需这样的厂家来处理应用。另外，纸包装的碎浆工艺由于没有其他化学品的加入，因此污水通过一级沉淀处理可以回用，可以实现绿色环保生产。