一種新型濾水增強(qiáng)劑在白紙板上的研究和應(yīng)用

王向強(qiáng)，隋曉飛，戴 玲，張德合，高海明，宣彬淮

（九洲生物技術(shù)（蘇州）有限公司，江蘇蘇州 215000）

一種新型濾水增強(qiáng)劑在白紙板上的研究和應(yīng)用

王向強(qiáng)，隋曉飛，戴 玲，張德合，高海明，宣彬淮

（九洲生物技術(shù)（蘇州）有限公司，江蘇蘇州 215000）

隨著國(guó)家節(jié)能減排要求的逐步嚴(yán)格以及廢紙回收再生次數(shù)的增加，越來(lái)越多的造紙廠有降低動(dòng)力成本、改善漿料濾水方面的訴求。九洲生物技術(shù)（蘇州）有限公司通過(guò)對(duì)造紙濕部生產(chǎn)工藝、濕部化學(xué)品作用機(jī)理的深入研究，開(kāi)發(fā)出一種新型濾水增強(qiáng)劑NCC FL-7101。該產(chǎn)品能顯著改善紙機(jī)網(wǎng)壓部濾水效果，并能兼顧紙張強(qiáng)度的提升。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證和工廠的使用表明，該產(chǎn)品具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和效果，這對(duì)于降低包裝紙廠動(dòng)力成本以及改善產(chǎn)品品質(zhì)方面具有十分積極的意義。

濾水性；動(dòng)力成本；濕部化學(xué)；紙張強(qiáng)度

Abstract：With the increasing requirements of energy-saving and emission-reduction and the increase in the number of waste paper recycling，more and more paper mills have the demand of reducing power cost and improving slurry filtration.Through the deep study of the wet end production technology and the mechanism of wet end chemicals，Nine Continent Company developed a new type filter strength agent.It can significantly improve the filtration effect of wire and pressing section，and can improve the strength of paper as well.Through the application of the laboratory and factory，it proved that this agent had a unique advantage and effect，which was a great significance to reduce the power cost and improve the produce’s quality.

Key words：filtration；power cost；wet end chemical；paper strength

2016年我國(guó)GDP達(dá)到6.5%的增長(zhǎng)，其中第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)占比接近50%，加上電子商務(wù)和快遞等服務(wù)業(yè)的快速增長(zhǎng)，推動(dòng)了涂布白紙板、箱板紙和瓦楞原紙等包裝紙的快速增長(zhǎng)[1]；另一方面隨著國(guó)家相關(guān)環(huán)保限產(chǎn)政策的實(shí)施，行業(yè)整體新增產(chǎn)能有限，短期內(nèi)供需緊張的局面難以改變，造紙企業(yè)迎來(lái)了難得的發(fā)展契機(jī)。在當(dāng)前形勢(shì)下，能夠穩(wěn)定提高現(xiàn)有紙機(jī)的運(yùn)行效率成為迎合市場(chǎng)的關(guān)鍵所在。在造紙生產(chǎn)中，用于脫水及干燥的動(dòng)力消耗占整個(gè)造紙成本的10%以上，為了能夠提高紙機(jī)運(yùn)行效率、降低動(dòng)力消耗成本，越來(lái)越多的紙及紙板生產(chǎn)企業(yè)對(duì)漿料的濾水性能提出了更高的要求。

改善漿料在網(wǎng)壓部的脫水性能不僅可以提高紙機(jī)車速、降低動(dòng)力成本，而且還可以穩(wěn)定紙機(jī)運(yùn)行，減少斷紙等[2]。根據(jù)客戶的要求，九洲生物技術(shù)（蘇州）有限公司（NCC）成功研發(fā)出一款濕部用濾水助劑NCC FL-7101。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)以反應(yīng)型的聚合物為基礎(chǔ)，增加少量的陽(yáng)離子基團(tuán)，與系統(tǒng)內(nèi)原有助留助濾產(chǎn)品相互協(xié)作，用于提升網(wǎng)部或壓榨部脫水效率，同時(shí)提高保留效率，增加濕紙頁(yè)強(qiáng)度，減少紙機(jī)斷紙的幾率，提高紙機(jī)運(yùn)行效率。在產(chǎn)品聚合物成分中，著重提升了脫水組分，但是不會(huì)影響濕部的化學(xué)離子性或者紙張的性質(zhì)；對(duì)于原有因脫水困難造成的填料勻度差等問(wèn)題有明顯的改善并期待表面印刷性能的改善[3]。

NCC脫水應(yīng)用技術(shù)是針對(duì)文化用紙、板紙客戶的一項(xiàng)創(chuàng)新的解決方案，可以幫助工廠增強(qiáng)紙機(jī)脫水性能、提高紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能以及紙張?zhí)匦?，從而提高紙機(jī)效率。這些改進(jìn)意味著通過(guò)使用廉價(jià)的原材料并減少蒸氣的使用量，可有效地降低運(yùn)行總成本。

1 實(shí)驗(yàn)室性能評(píng)估

1.1 實(shí)驗(yàn)步驟

1.1.1 漿料制備

化機(jī)漿（TMP）和脫墨漿（DIP）以6∶4絕干質(zhì)量比例配置實(shí)驗(yàn)漿料，漿料濃度控制在質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%左右。

1.1.2 化學(xué)品添加順序

1.2 實(shí)驗(yàn)分析

為驗(yàn)證NCC FL-7101對(duì)漿料濾水及其他指標(biāo)的影響，采用漿料+GCC（方案 1）、漿料+GCC+CPAM+膨潤(rùn)土（方案2）以及漿料+NCC FL-7101+GCC+CPAM+膨潤(rùn)土（方案3）的實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證3種方案漿料的濾水以及強(qiáng)度性能。使用動(dòng)態(tài)濾水測(cè)定儀，記錄收集250 mL濾液時(shí)的過(guò)濾時(shí)間，根據(jù)過(guò)濾時(shí)間評(píng)估漿料濾水性能，并抄片檢測(cè)使用濾水劑處理漿料前后的強(qiáng)度變化，結(jié)果見(jiàn)表1（表中：“保留率”參照參考文獻(xiàn)[4]測(cè)試；其他分析項(xiàng)目均按相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試）。

表1 不同處理?xiàng)l件下的漿料濾水時(shí)間及強(qiáng)度

從表1可以看出：使用NCC FL-7101處理漿料后，脫水效率明顯加快，在同樣獲得250 mL濾液的情況下，方案3所需時(shí)間要比方案2縮短14.6%，比方案1縮短38.2%；使用NCC FL-7101處理漿料后保留率以及漿料強(qiáng)度均有不同程度的提高。

2 NCC FL-7101在紙機(jī)上的應(yīng)用效果

灰底白紙板在生產(chǎn)過(guò)程中，往往存在著芯層定量占比大、漿料質(zhì)量差導(dǎo)致的脫水慢和成形勻度差等問(wèn)題，限制了紙機(jī)車速提高和產(chǎn)品品質(zhì)改善。應(yīng)某客戶要求，濾水助劑NCC FL-7101在客戶灰底白紙板機(jī)芯層上機(jī)使用，客戶紙機(jī)的有關(guān)工藝參數(shù)如表2所示。

表2 紙機(jī)的有關(guān)工藝參數(shù)

2.1 使用NCC FL-7101對(duì)紙機(jī)運(yùn)行的影響

芯漿添加不同用量的NCC FL-7101，客戶維持車速不變（240 m/min）的情況下，其他各項(xiàng)紙機(jī)運(yùn)行參數(shù)如表3所示。

表3 添加NCC FL-7

從表3數(shù)據(jù)可以看出，添加NCC FL-7101后，芯網(wǎng)負(fù)載以及出網(wǎng)部水分都有一定程度的降低，并且降低幅度隨著NCC FL-7101用量的提高而增大，噸漿添加8 kg NCC FL-7101后，芯網(wǎng)負(fù)載可以降低2百分點(diǎn)、出網(wǎng)部水分降低1.15百分點(diǎn)；隨著出網(wǎng)部水分的降低，烘干部蒸氣壓力以及出烘干部水分也有一定程度的降低，噸漿添加 8 kg NCC FL-7101后蒸氣汽耗可以降低6.87百分點(diǎn)，動(dòng)力成本降低非常顯著。

2.2 使用NCC FL-7101對(duì)成紙指標(biāo)的影響

芯層使用NCC FL-7101對(duì)濕部及成紙指標(biāo)的影響如表4所示（表中各參數(shù)均按相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試）。

表4 添加NCC FL-7101對(duì)濕部及成紙參數(shù)的影響

從表4可以看出，添加NCC FL-7101后，隨著網(wǎng)部濾水效果的改善，芯層上網(wǎng)濃度逐步降低，噸漿添加8 kg NCC FL-7101后上網(wǎng)濃度降低了11.6%；NCC FL-7101與助留系統(tǒng)協(xié)同作用，雖然上網(wǎng)濃度降低，但芯層保留率也有明顯提高，噸漿添加8 kg NCC FL-7101后芯層保留率提高了8.7%；上網(wǎng)濃度降低后，對(duì)漿料網(wǎng)部成形以及后續(xù)成紙指標(biāo)均有一定的改善作用，其中橫幅定量差減小0.58百分點(diǎn)，成紙強(qiáng)度以及印刷性能均有一定程度的改善。

客戶使用NCC FL-7101后，原先存在的網(wǎng)部濾水差、蒸氣消耗高等問(wèn)題明顯改善，長(zhǎng)期使用后對(duì)紙機(jī)車速的提高和斷紙次數(shù)的降低都有明顯的改善作用，并得到客戶的高度認(rèn)可。

3 結(jié)論

（1）九洲生物技術(shù)（蘇州）有限公司新近研發(fā)的濕部用濾水助劑NCC FL-7101在改善網(wǎng)壓部濾水、提高紙張強(qiáng)度方面是一種創(chuàng)新的解決方案，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中增加了少量的陽(yáng)離子基團(tuán)，并著重提高了脫水組分。

（2）NCC FL-7101是一種新型、優(yōu)良的脫水助劑，具有優(yōu)異的改善網(wǎng)部濾水、降低蒸氣消耗、提高紙機(jī)運(yùn)行以及提高成紙強(qiáng)度指標(biāo)等性能，特別適用于以廢紙漿為生產(chǎn)原料的紙種。

［1］中國(guó)造紙學(xué)會(huì).中國(guó)造紙年鑒2016［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2016.

［2］張光華.造紙濕部化學(xué)原理及其應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1998.

［3］胡惠仁，徐立新，董榮業(yè)，等.造紙化學(xué)品［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［4］萬(wàn)金泉，陳運(yùn)娥，楊碧蓉.造紙過(guò)程中填料留著率的測(cè)定方法［J］.上海造紙，1996，27（3）：47-49.

索理思推出了新的G1.5 Kymene 1500LV濕強(qiáng)樹(shù)脂

索理思推出了新一代濕強(qiáng)樹(shù)脂——G1.5 Kymene 1500LV，以幫助北美的生活用紙制造商在獲得收益的同時(shí)，滿足一系列的法規(guī)需求。

為響應(yīng)實(shí)施全球統(tǒng)一制度（化學(xué)品分類全球統(tǒng)一制度，GHS）和進(jìn)一步的市場(chǎng)需求，以及主要零售商決定從采購(gòu)計(jì)劃中減少“優(yōu)先化學(xué)品”的決策，索理思通過(guò)引入新的化學(xué)品來(lái)提供更濃縮的產(chǎn)品并減少揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）含量，從而加大其工作力度。新一代的Kymene樹(shù)脂就是這一舉措的一部分。

G1.5允許現(xiàn)有的索理思 G1用戶在不犧牲質(zhì)量的前提下以更具成本效益的方式轉(zhuǎn)向更清潔的產(chǎn)品。與G1濕強(qiáng)樹(shù)脂相比，G1.5樹(shù)脂具有較低的危險(xiǎn)性，含有更低水平的揮發(fā)性有機(jī)化合物，其中包括3-二氯丙醇（1，3-DCP）、3-單氯 -1，2-丙二醇（3-MCPD）、氨基氯代醇（ACH）、高分子鍵合環(huán)戊二烯（PB-CPD）和總吸附有機(jī)鹵化物（AOX）。 同時(shí)，G1.5樹(shù)脂還提供高固含量、高性能，并具有優(yōu)良的貯存穩(wěn)定性。

索理思推出了一系列的Kymene產(chǎn)品組合，以滿足不同的區(qū)域需求和生活用紙生產(chǎn)商的預(yù)算。G1.5濕強(qiáng)樹(shù)脂對(duì)于那些需要更高固含量和低揮發(fā)性有機(jī)化合物含量，但不需要G2、G2.5和G3產(chǎn)品的紙廠來(lái)說(shuō)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

今年是發(fā)明這類化學(xué)品添加劑（有助于促進(jìn)從酸性到中性pH造紙條件變化）的60周年。索理思在1957年發(fā)明了聚酰胺-表氯醇（PAE）樹(shù)脂，并不斷改進(jìn)產(chǎn)品，最終Kymene產(chǎn)品問(wèn)世。Kymene濕強(qiáng)劑在固化過(guò)程中起作用，以幫助造紙商提高主要用于消費(fèi)市場(chǎng)的濕強(qiáng)度級(jí)別。它們還提供了一些增值效益，包括改善濕強(qiáng)度、改善留著和濾水、增強(qiáng)起皺控制、改善干強(qiáng)度、降低化學(xué)成本和提高紙機(jī)效率。

（于娟）

Research and Application of a New Filter Strength Agent Used for Whiteboard

WANG Xiang-qiang，SUI Xiao-fei，DAI Ling，ZHANG De-he，GAO Hai-ming，XUAN Bin-huai
（Nine Continent Biotechnology （Suzhou）Co.，Ltd.，Suzhou 215000，China）

TS727+.2

A

1007-2225（2017）04-0013-03

2017-05-13（修回）

王向強(qiáng)先生（1986-），工程師；主要從事造紙化學(xué)品的應(yīng)用和研發(fā)；E-mail：wangxq@nccchina.cn。

本文文獻(xiàn)格式：王向強(qiáng)，隋曉飛，戴玲，等．一種新型濾水增強(qiáng)劑在白紙板上的研究和應(yīng)用[J]．造紙化學(xué)品，2017，29（4）∶13-15．