Wpływ prasowania impulsowego papierów tissue z PAE na ich wytrzymałość na rozciąganie na mokro

• Autorzy: Reczulski Mariusz , Delczyk-Olejniczak Bogumiła , Bieńkowska Maria

Identyfikatory

DOI

10.15199/54.2025.6.2

Warianty tytułu

EN

The impact of impulse pressing of tissue papers with PAE on their wet tensile strength

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przeanalizowano wpływ prasowania impulsowego na wytrzymałość na rozciąganie na mokro ręczników papierowych wykonanych z mieszanki włókien sosnowych i eukaliptusowych z dodatkiem polimeru PAE. Badania wykazały, że wzrost temperatury prasowania poprawia wytrzymałość papieru na mokro, co może być wynikiem zwiększonej interakcji między włóknami oraz lepszego sieciowania polimeru. Ciśnienie prasowania dodatkowo zagęszcza włókna i zwiększa powierzchnię ich kontaktu, wpływając na mechaniczne właściwości papieru. Stwierdzono, że temperatura prasowania ma dominujący wpływ na wzrost Tensile Index, przewyższając znaczenie ciśnienia prasowania. Maksymalny wskaźnik wytrzymałości na rozciąganie na mokro papierów ręcznikowych osiągnięto przy prasowaniu z temperaturą ok. 200°C oraz ciśnieniu prasowania w zakresie 3-5 MPa. Jednak zbyt krótki czas kontaktu próbki z gorącym wałem ogranicza efektywność sieciowania polimeru, co może wpływać na ostateczne właściwości mechaniczne papieru.

EN

The article analyzes the impact of impulse pressing on the wet tensile strength of paper towels made from a blend of pine and eucalyptus fibers with the addition of PAE polymer. The study found that increasing the pressing temperature improves paper strength, which may result from enhanced fiber interaction and better polymer crosslinking. Additionally, pressing pressure compacts the fibers and increases their contact area, influencing the mechanical properties of the paper. It was determined that pressing temperature plays a dominant role in increasing the Tensile Index, surpassing the significance of pressing pressure. The maximum index of wet tensile strength of paper towels was achieved with a pressing temperature of approximately 200°C and a pressing pressure in the range of 3-5 MPa. However, a too-short contact time between the sample and the heated roll limits polymer crosslinking efficiency, potentially affecting the final mechanical properties of the paper.

Słowa kluczowe

PL

prasowanie impulsowe; papiery tissue; żywica poliamidoamino-epichlorohydrynowa; PAE

EN

impulse pressing; tissue papers; polyamidoamine-epichlorohydrin resin; PAE

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 81, nr 6
• Strony: 309--314
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz.

Twórcy

autor

Reczulski Mariusz

• Politechnika Łódzka, Centrum Papiernictwa i Poligrafii, ul. Wólczańska 221, 93-005 Łódź

• https://orcid.org/0000-0001-8077-3342

autor

Delczyk-Olejniczak Bogumiła

• Politechnika Łódzka, Centrum Papiernictwa i Poligrafii, ul. Wólczańska 221, 93-005 Łódź

• https://orcid.org/0000-0003-4213-523X

autor

Bieńkowska Maria

• Politechnika Łódzka, Centrum Papiernictwa i Poligrafii, ul. Wólczańska 221, 93-005 Łódź

Bibliografia

• [1] Charani P. R., Moradian M. H., Mousavi S. F. 2020. “Strengthening tensile strength of wet and dry layer of paper from chemical-mechanical pulp by cellulose nanofibers and PAE”. Journal of Environmental Sciences Studies 5 (2) : 2458-2465.
• [2] Crisp M. T., Riehle Richard J. 2009. “Wet-Strengthening of Paper in Neutral pH Papermaking Conditions”. Chapter 8 in book “ Applications of Wet-end Paper Chemistry”. Second Edition; Ian Thorn, Che On Au, Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-6037-3; e-ISBN 978-1-4020-6038-0; DOI 10.1007/978-1-4020-6038-0.
• [3] Crisp Mark T., Riehle Richard J. 2018. “Regulatory and sustainability initiatives lead to improved polyaminopolyamide-epichlorohydrin (PAE) wet-strength resins and paper products”. Tappi Journal 17 (9) : 519-132.
• [4] De Assis Tiago et al. 2018. “Performance and Sustainability vs. the Shelf Price of Tissue Paper Kitchen Towels.” BioResources 13 (3) : 6869-6892.
• [5] Espy Herbert Hastings. 1995. “The Mechanism of Wet-Strength Development in Paper: A Review”. Tappi Journal 78 (4) : 90-99. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:99102719.
• [6] Fiserova M., Gigac J., Stankovska M., Opalena E. 2019. “Influence of bleached softwood and hardwood kraft pulps on tissue paper properties”. Cellulose Chem. and Technol. 53 (5-6) : 469-477. DOI:10.35812/CelluloseChemTechnol.2019.53.47
• [7] Francolini Iolanda et al. 2023. “Polymeric Wet-Strength Agents in the Paper Industry: An Overview of Mechanisms and Current Challenges”. International Journal of Molecular Sciences 24 (11) : 9268.
• [8] Gigac Juraj, Fiserova Maria. 2008. “Influence of Pulp Refining on Tissue Paper Properties”. Tappi Journal 7 (8) : 27-32.
• [9] Husić E., Botonjić Š. 2023. “Effect of addition of wet-strength agent on tensile strength of paper”. Journal of Sustainable Technologies and Materials 3 (4) : 30-35. https://doi.org/10.57131/jstm.2023.4.5.
• [10] Hubbe Martin, Richard Venditti, Orlando Rojas. 2007. “What Happens to Cellulosic Fibers during Papermaking and Recycling? A Review”. BioResources 2 (4) : 739-788.
• [11] Korpela Antti, Aayush Jaiswal, Atsushi Tanaka, Jaakko Asikainen. 2022. “Wet Tensile Strength Development of PAE Wet-Strengthened NBSK Handsheets by AKD Internal Sizing”. BioResources 17 (2) : 3345-3354.
• [12] Liang Shuai-Bo et al. 2020. “The Use of a PAE /Bentonite Binary System to Improve the Wet Strength of Paper”. BioResources 15 (4) : 8449-8458.
• [13] Li J., Liang S.-B., Wang W. Li W. 2022. “Improving mechanical strength and water barrier properties of pulp molded product by wet-end added polyamide epichlorohydrin/cationic starch”. ACS Omega 7 (26) : 22173-22180. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c07369.
• [14] Lindström, T., Wågberg, L, and Larsson, T. 2005. “On the nature of joint strength in paper – A review of dry and wet strength resins in paper manufacturing,” in: Advances in Paper Science and Technology, Trans. of the XIIIth Fund. Res. Symp. Cambridge, 2005, (S.J. I’Anson, ed.), pp. 457-562, FRC, Manchester, 2018. DOI: 10.15376/frc.2005.1.457.
• [15] Linhart F. 1995. “The Practical Application of Wet-Strength Resins”. In Applications of Wet-End Paper Chemistry, eds. Che On Au and Ian Thorn. Dordrecht: Springer Netherlands, 102-19. https://doi.org/10.1007/978-94-017-0756-5_7.
• [16] Matos M., Carta A. M., Pinto P. C. and Evtuguin D. V. 2023. “Improved bleached eucalyptus kraft pulp-based tissue papers incorporating wet-strength resins”. Holzforschung 77 (9) : 743-751. https://doi.org/10.1515/hf-2023-0007.
• [17] Mendes P., Xiao H., Belgacem M. N., Costa C. A. V. 2003. “Potentials and Limitations of Using Impulse Drying in AKD-Containing Paper”. Appita Journal 56 (7) : 46-52.
• [18] Morais Flávia P., Ana Margarida Salgueiro Carta, Maria Amaral, Joana Curto. 2021. “Micro/Nano-Fibrillated Cellulose (MFC/NFC) Fibers as an Additive to Maximize Eucalyptus Fibers on Tissue Paper Production”. Cellulose 28 (4) : 6587-6605.
• [19] Ntifafa Y., Ji Y., Hart P. W. 2024. “Understanding polyamidoamine epichlorohydrin (PAAE) retention in paper”. BioResources 19 (3) : 4568-4589. DOI: 10.15376/biores.19.3.4568-4589.
• [20] Orloff D.I., Sobczynski S.F. 1993. “Impulse drying pilot press demonstration: Ceramic surfaces inhibit delamination”. Paper Technol. 34 (12) : 24-32.
• [21] Orloff D.I., Phelan P.M., Crouse J.W. 2000. “Impulse drying of board grades: pilot production trials”. Tappi 83 (9) : 57.
• [22] Obokata T., Isogai A. 2007. “The mechanism of wet-strength development of cellulose sheets prepared with polyamideamine-epichlorohydrin (PAE) resin”. Colloids and Surfaces A 302 (1-3) : 525-531. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2007.03.025.
• [23] Obokata T., Yanagisawa M., Isogai A. 2005. “Characterization of Polyamideamine- Epichlorohydrin (PAE) Resin: Roles of Azetidinium Groups and Molecular Mass of PAE in Wet Strength Development of Paper”. Journal of Applied Polymer Science 97 (6) : 2249-2255.
• [24] Qin C., Li J., Wang W., Li W. 2022. “Improving mechanical strength and water barrier properties of pulp molded product by wet-nd added polyamide epichlorohydrin/ cationic starch”. ACS Omega 7 (26) : 22173-22180. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c073 69.
• [25] Reczulski M., Kawka W. 2004. „Prasowanie impulsowe – równoczesne prasowanie i suszenie wstęgi papieru”. Przegląd Papierniczy 60 (2) : 63-67.
• [26] Reczulski M., Kawka W. 2005. „Rozwój pras impulsowych do równoczesnego prasowania i suszenia wstęgi papieru”. Przegląd Papierniczy 61 (3) : 153-157.
• [27] Reczulski M., Pospiech P., Bieńkowska M., Zakrzewska J. 2025. “Influence of Drying Process Variables on the Wet Tensile Strength of Towel Paper with the Addition of Polyamidoamine-Epichlorohydrin (PAE) Polymer”. BioResources 20 (1) : 1173-1187. DOI: 10.15376/biores.20.1.1173-1187.
• [28] Reczulski M., Pospiech P., Troszczyńska K., Bieńkowska M. 2024. “Impact of air jet impingement technology on the strength of tissue paper”. BioResources 19 (1) : 1190-1208. DOI: 10.15376/biores.19.1.1190-1208.
• [29] Rigdahl M., Bäckström M., Hedström C-G., Norman B., Kilian M., Talja R. 2000. “Impulse technology on the EuroFEX machine”. Tappi 83 (8) : 90.
• [30] Rogut R., Klepaczka A. 2001. “Rozwój procesów jednoczesnego prasowania i suszenia papieru”. Przegląd Papierniczy 57 (5) : 307-313.
• [31] Saito T., Isogai A. 2005. “A Novel Method to Improve Wet Strength of Paper”. Tappi Journal 4 (3) : 3-8.
• [32] Singh V., Bachala S.K., Madan M. et al. 2024. “A comprehensive comparison between synthetic and bio-based wet-strength additives for paper manufacturing”. Cellulose 31 (8) : 4645-4679. https://doi.org/10.1007/s10570-024-05832-w.
• [33] Stenström Stig. 2019. “Drying of Paper: A Review 2000-2018”. Drying Technology 38 (7) : 825-45. doi: 10.1080/07373937.2019.1596949.
• [34] Su J., Mosse W.K.J., Sharman S., Batchelor W., Garnier G. 2012. “Paper strength development and recyclability with polyamideamine-epichlorohydrin (PAE)”. BioResources 7 (1) : 913-924. https://doi.org/10.15376/biores.7.1.913-924.
• [35] Valenica C., Valencia Y., Grande Tovar C. D. 2020. “Synthesis and Application of a Cationic Polyamine as Yankee Dryer Coating Agent for the Tissue Paper-Making Process”. Polymers 12 (1) : 173. https://doi.org/10.3390/polym12010173.