滑石粉作為造紙?zhí)盍显谒稍堉械膽?yīng)用

韓邦超 劉春亮 王洪偉

(牡丹江恒豐紙業(yè)股份有限公司，牡丹江 157013)

水松原紙是生產(chǎn)卷煙的重要材料之一，一般通過印前設(shè)計(jì)、印刷加工及印后處理等工序加工成水松紙，作用是將濾嘴和卷煙煙支卷接起來，屬于特種工業(yè)用紙（見圖1）。隨著煙草行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，對(duì)水松紙的質(zhì)量要求也越來越高。其中，印品的印刷質(zhì)量是重中之重。而對(duì)水松紙的印刷質(zhì)量影響最大的是水松原紙的印刷適性[1]。

圖1 水松紙效果圖

水松原紙常用碳酸鈣作為填料[2-3]。滑石粉也是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣泛的造紙?zhí)盍?，具有價(jià)格低廉、對(duì)成紙性能適應(yīng)性高的特點(diǎn)，而且滑石粉細(xì)膩，化學(xué)性質(zhì)不活潑，加入紙張中能提高成紙勻度、光滑度以及吸墨性能等，因此常用于高定量紙張。但是，由于其折射率低，很少用于薄頁(yè)印刷紙中[4-5]。

本文采用滑石粉替代常規(guī)的碳酸鈣作為填料用于水松原紙中，研究了其對(duì)水松原紙印刷適性及成紙指標(biāo)的影響。

1 實(shí)驗(yàn)方案

1.1 抄紙實(shí)驗(yàn)

通常用目數(shù)表示滑石粉顆粒大小，在造紙行業(yè)中常用的是325目、425目、800目和1 250目。首先進(jìn)行抄紙實(shí)驗(yàn)，根據(jù)物理指標(biāo)和外觀勻度選擇最好的滑石粉目數(shù)，用于進(jìn)行后續(xù)研究。

為與生產(chǎn)實(shí)際盡量相符合，實(shí)驗(yàn)過程中所使用的原輔料全部取自機(jī)臺(tái)，造紙功能性助劑按正常添加，加入量相同，灰分按照15%設(shè)計(jì)，成品定量按照34 g/m2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用到的設(shè)備包括1 000 mL燒杯、天平、抄頁(yè)器、干燥器。

1.2 機(jī)臺(tái)中試

相同條件下，取優(yōu)選后的滑石粉替代常規(guī)碳酸鈣，保證其他參數(shù)不變，檢測(cè)加入兩種不同填料的成紙物理指標(biāo)及外觀勻度，進(jìn)行對(duì)比分析。為便于比較，文中加入滑石粉的原紙定為A#樣，加入碳酸鈣的原紙定為B#樣。

實(shí)驗(yàn)采用連續(xù)配漿的方式，填料分別在混合倉(cāng)和短循環(huán)持續(xù)添加，真空系統(tǒng)及干燥過程根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，聚酯網(wǎng)目數(shù)為300目，其他助劑及紙機(jī)各部參數(shù)保持不變。

首先，加入碳酸鈣作為填料，并將成紙定量設(shè)定為36 g/m2。由于碳酸鈣作為填料已經(jīng)是本單位的最優(yōu)工藝，所以不再進(jìn)行對(duì)比分析。兩種填料可根據(jù)實(shí)際灰分變化情況適當(dāng)增減，灰分設(shè)定為16%。紙機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后取樣進(jìn)行檢測(cè)；然后，更換滑石粉作為填料，操作同上。為保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)過程中紙機(jī)各部全部使用清水，由于填料加入漿內(nèi)，造紙過程中系統(tǒng)內(nèi)漿料全部用掉需要一定時(shí)間，所以，更換滑石粉后紙機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行2 h以上，待加入碳酸鈣的漿料使用完畢后，再取樣進(jìn)行檢測(cè)，保證檢測(cè)設(shè)備、人員、環(huán)境完全相同。

1.3 印刷實(shí)驗(yàn)

取加入兩種填料的水松原紙進(jìn)行印刷實(shí)驗(yàn)，保證其他所有參數(shù)不變，驗(yàn)證兩種原紙的印刷效果，進(jìn)行對(duì)比分析。

水松紙的印刷屬于凹版印刷，印刷質(zhì)量與原紙、印刷設(shè)備、印刷機(jī)參數(shù)、版輥、油墨、印刷環(huán)境等因素密切相關(guān)，所以要保證除原紙外的所有變量均相同。分別取A#樣和B#樣紙輥各一個(gè)，在印刷機(jī)進(jìn)行印刷實(shí)驗(yàn)，為保證印刷效果更貼近水松紙廠的生產(chǎn)情況，采用兩道印刷的方式。

對(duì)印刷效果評(píng)價(jià)采用評(píng)分方式：印刷效果由色澤均勻性、色澤飽滿度、印刷溜平度組成。分別將印刷后的紙樣與圖2所示的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，優(yōu)于A樣評(píng)為5分，在A樣和B樣之間評(píng)為4分，在B樣和C樣之間評(píng)為3分，較C樣差評(píng)為2分。印刷效果評(píng)價(jià)結(jié)果取色澤均勻性、色澤飽滿度和印刷溜平度的平均值。

對(duì)每個(gè)紙樣分別取10張平行樣進(jìn)行對(duì)比，在橫向的不同位置將紙樣切成A4大小，但要保證同組對(duì)比樣的橫向位置相同。

圖2 印刷效果評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 抄紙實(shí)驗(yàn)

所抄紙頁(yè)的檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1。分析表1數(shù)據(jù)可知：在成紙定量相同的情況下，加入800目滑石粉的紙頁(yè)松厚度、平滑度和不透明度最高，且紙面勻度狀態(tài)最優(yōu)，所以選用800目滑石粉進(jìn)行后續(xù)對(duì)比分析。

2.2 機(jī)臺(tái)中試

采用800目滑石粉作為填料時(shí)，對(duì)漿料中纖維的分析數(shù)據(jù)見圖3和表2，打漿后的纖維形態(tài)見圖4。不同漿料（針葉成漿、闊葉成漿、混合漿）的性能參數(shù)見表3。

表1 不同目數(shù)滑石粉對(duì)紙頁(yè)物理性能的影響

圖3 纖維勻整度

表2 纖維分析數(shù)據(jù)

表3 漿料組成及性能參數(shù)

圖4 纖維形態(tài)

濕部分析數(shù)據(jù)見表4。A#樣填料留著率和單程留著率高于B#樣。成紙性能指標(biāo)見表5。A#樣的不透明度指標(biāo)和紙面勻度均優(yōu)于B#樣。

表4 濕部分析數(shù)據(jù)

表5 成紙性能指標(biāo)

2.3 印刷實(shí)驗(yàn)

印刷效果評(píng)價(jià)結(jié)果見圖5。A#樣的評(píng)分明顯高于B#樣，說明采用滑石粉作為水松原紙的填料，可以取得更好的印刷效果。

圖5 印刷效果評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論

（1）在水松原紙中，使用滑石粉作為填料，紙面勻度、不透明度指標(biāo)以及印刷效果均優(yōu)于碳酸鈣。

（2）在水松原紙中滑石粉的填料保留率優(yōu)于碳酸鈣，可節(jié)約生產(chǎn)成本。