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2025年白卡纸行业技术分析:物理性能提升白卡纸质量控制
 白卡纸 2025-09-26 11:16:00

  中国报告大厅网讯,烟包用白卡纸作为烟草行业重要的包装材料,每年需求量达 50 万~60 万吨,其物理性能直接影响印刷适应性、包装卷制适应性及卷烟成品综合质量。目前,卷烟企业多依据行业指标评估白卡纸质量,对造成白卡纸质量差异的深层次成因认知不足,随着烟机类型增多与卷烟生产速率提升,探究白卡纸行业物理性能差异的微观原因,已成为行业提升白卡纸质量控制水平的迫切需求。以下是2025年白卡纸行业技术分析。

  一、烟包用白卡纸实验材料、仪器与方法设定

  《2025-2030年全球及中国白卡纸行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,烟包用白卡纸实验选用编号为 A01 - A05 的样品,实验仪器涵盖纤维形态分析、造纸纤维测量及纸张性能检测等多种设备,具体包括瑞典 L&W 公司的 987301 纤维形态分析仪与 991090 电脑测控耐破度仪、991178 抗张试验机,珠海华伦造纸科技有限公司的 XWY - HL 造纸纤维测量仪,以及四川长江造纸仪器有限责任公司的 DCP - MIT135 电脑测控耐折度仪、DCP - SLY1000 电脑测控纸张撕裂度仪、DCP - NJH1000 电脑测控内结合强度仪。

  实验方法围绕白卡纸的纤维特性与物理性能展开,纤维形态分析采用纤维形态分析仪,测试前需将纤维充分分散,控制浆料浓度为 0.05%,分析指标包括纤维长度、宽度、长宽比及细小纤维质量分数;纤维组成分析依据 GB/T 4688 - 2020 标准,使用 XWY - HL 造纸纤维测量仪进行;白卡纸物理性能测定则分别依据不同国家标准,其中耐折度依据 GB/T 457 - 2008、层间结合强度依据 GB/T 26203 - 2023、抗张强度依据 GB/T 12914 - 2018、撕裂度依据 GB/T 455 - 2002、耐破度依据 GB/T 1539 - 2007;此外,还采用扫描电子显微镜(SEM)观察白卡纸样品撕裂面微观形貌,测试电压设定为 5 kV,放大倍数为 420 倍。

  二、烟包用白卡纸各层纤维形态特性与物理性能的关联性分析

  从数据可知,A05 纤维平均长度最大(>0.9mm),A02 和 A03 纤维平均长度居中(0.8~0.9mm),A01 和 A04 纤维平均长度最小(<0.8mm);不同样品的纤维宽度和纤维长宽比分布较为集中,分别为 19~26μm 和 33~42;A02 和 A04 的细小纤维质量分数较高,其他样品细小纤维质量分数在 10%~20%。进一步分析发现,白卡纸各层的纤维宽度、纤维长宽比及细小纤维质量分数与其物理性能差异的关联性不显著,无明显规律性,并非影响白卡纸相关物理性能的关键性因素,因此重点研究纤维长度与白卡纸物理性能的关系。

  研究发现,白卡纸面层的纤维长度和耐折度无明显关联;芯层纤维长度和耐折度关联性较强,随着纤维长度从 0.68mm 增加到 0.839mm,横向耐折度从 46 次迅速增加到 609 次,纤维长度达到一定值后,耐折度增加缓慢,从 609 次增加到 618 次;耐折度与底层纤维长度关联不大,这表明白卡纸芯层的纤维长度是影响耐折度的重要因素。

  在层间结合强度方面,由于本批次白卡纸样品未加填料,施胶工艺及纸张物理结构相差不大,主要从纤维特性角度分析。结果显示,白卡纸面层、底层的纤维长度与层间结合强度关联性不强,无良好规律性;芯层纤维长度和层间结合强度关联性较强,随着纤维长度从 0.68mm 增加到 1.155mm,层间结合强度逐渐提升,说明芯层纤维长度与白卡纸层间结合强度密切相关。

  在撕裂指数方面,影响因素包括纤维长度、纤维本身强度以及纤维间的结合数目和结合强度等。分析可知,白卡纸面层和底层的纤维长度对撕裂指数影响规律性不强;芯层纤维长度对撕裂指数影响较为明显,随着纤维长度从 0.68mm 增加到 1.155mm,撕裂指数从 0.40mN・m²/g 增加明显,表明白卡纸芯层的纤维长度是影响撕裂指数的重要因素。

  在耐破指数方面,主要影响因素是纤维间的结合强度,其次是纤维的平均长度和强度。研究发现,白卡纸芯层纤维长度与耐破指数密切相关,随着纤维长度从 0.68mm 增加到 1.155mm,耐破指数从 1.76kPa・m²/g 上升到 3.09kPa・m²/g。

  三、烟包用白卡纸的纤维组成与物理性能差异的关联性分析

  从纤维分布的 SEM 图像来看,A01 可观察到大量粗短的阔叶木化学浆纤维,放大 60 倍后能看到粗短的导管细胞,同时存在少量细长管状、壁上有纹孔的针叶木化学浆纤维;A02 除阔叶木和针叶木化学浆纤维外,还发现一定量纤维碎片,表明存在化机浆;A03 - A05 的纤维种类与 A02 类似,均含有阔叶木和针叶木化学浆纤维及一定量化机浆,且 A05 的针叶木化学浆纤维数量多于 A04,与纤维组成数据一致。

  在耐折度方面,随着白卡纸中针叶木化学浆质量分数的增加,耐折度随之增加,这是因为针叶木化学浆纤维强度高且较长,有利于提升白卡纸柔韧性与耐折度;而阔叶木化学浆质量分数对耐折度的影响无明显规律性,当阔叶木化学浆质量分数超过 56% 后,耐折度下降明显,这是由于阔叶木化学浆纤维较短且含导管等杂细胞,减小了纤维间结合面积,降低了氢键等化学键形成概率。

  在层间结合强度方面,白卡纸中针叶木化学浆质量分数是重要影响因素,随着针叶木化学浆质量分数从 14% 增加到 48%,层间结合强度从一定数值增强到 290J/m²,原因是针叶木化学浆纤维细长,能增加纤维间结合面积,且纤维本身强度高,可提升白卡纸强度;而阔叶木化学浆质量分数对层间结合强度的影响无明显规律性,相关性不强。

  在抗张指数方面,随着白卡纸中针叶木化学浆质量分数从 14% 增加到 48%,横向抗张指数从 22.87N・m/g 上升到 30.8N・m/g,这是因为针叶木纤维强度高且杂细胞含量少,有利于提高纤维间结合强度,进而提升白卡纸抗张指数;阔叶木化学浆质量分数对抗张指数的影响规律性不明显,说明针叶木化学浆质量分数与白卡纸抗张指数具有一定相关性。

  在撕裂指数方面,随着白卡纸中针叶木化学浆质量分数的增加,撕裂指数随之增加,由于针叶木化学浆纤维较长,能增加纤维间结合面积,且纤维本身强度大,可提升白卡纸撕裂指数;阔叶木化学浆质量分数对撕裂指数的影响规律性不太明显,影响不显著。

  在耐破指数方面,白卡纸中针叶木化学浆质量分数对耐破指数影响较大,随着针叶木化学浆质量分数从 14% 增加到 48%,耐破指数从一定数值上升到 3.09kPa・m²/g,这是因为针叶木化学浆纤维本身强度大,有利于提升白卡纸物理强度;而阔叶木化学浆质量分数对耐破指数的影响规律性不明显。

  为进一步验证结论,对样品进行撕裂处理并通过 SEM 分析撕裂面纤维微观形貌。A01 撕裂面纤维大部分细短,个别纤维粗大,且有纤维从断面脱出,表明纤维间结合强度较弱,物理强度较差,这与其阔叶木化学浆质量分数高(85%)、针叶木化学浆质量分数低(15%)有关;A02 撕裂面可见细短阔叶木纤维和较粗针叶木纤维(质量分数 20%),无纤维从断面脱出,说明纤维间结合强度较强,物理强度整体优于 A01;A03 撕裂面以阔叶木纤维居多,针叶木纤维质量分数有所增加(32%),且发现断裂纤维,纤维间结合强度较强,物理强度优于 A01 和 A02;A04 撕裂面以阔叶木纤维为主(质量分数 86%),针叶木纤维极少(质量分数 14%),物理强度最低;A05 撕裂面可见大量粗大针叶木纤维(质量分数 68%),少量阔叶木纤维(质量分数 32%),物理强度最高。由此可知,烟包用白卡纸针叶木化学浆的质量分数是其物理特性差异的主要原因之一。

  四、烟包用白卡纸物理性能差异研究总结

  烟包用白卡纸样品(A01 - A05)各层的纤维形态及种类差异明显,纤维平均长度为 0.75~0.93mm,细小纤维平均质量分数为 14.97%~23.63%,针叶木化学浆质量分数为 14%~48%。通过对纤维形态、纤维组成与白卡纸物理性能关联性的深入分析,明确了影响烟包用白卡纸物理性能的关键因素是芯层的纤维长度和针叶木化学浆的质量分数。随着芯层纤维长度和针叶木化学浆质量分数的增加,白卡纸的耐折度、层间结合强度、抗张指数、撕裂指数和耐破指数均有所增加。而白卡纸样品的面层、底层纤维形态特性及纤维种类等对其物理性能的影响未呈现明显的规律性。此次研究从微观角度揭示了烟包用白卡纸物理性能差异的成因,初步探讨了其形成机制,为烟用白卡纸的生产优化、质量控制及实际应用提供了有力的理论支持,对推动2025年白卡纸行业技术发展具有重要意义。

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