復(fù)合礦物纖維在涂布白紙板芯層加填的應(yīng)用實(shí)踐

王子靖

摘要： 在涂布白紙板芯層生產(chǎn)中添加復(fù)合礦物纖維，當(dāng)復(fù)合礦物纖維加填量為5%時，可使網(wǎng)下白水濃度降低14.7%，芯層上漿閥門開度、漿料流量均下降，節(jié)省了漿料用量;紙板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度提高37.4 J/m2，橫向挺度降低15.7%，縱向挺度降低16.9%。在客戶對紙板指標(biāo)可接受的條件下，使用復(fù)合礦物纖維適度加填，涂布白紙板生產(chǎn)成本每噸紙板降低45～60元。

關(guān)鍵詞：涂布白紙板;復(fù)合礦物纖維;非植物纖維;加填

中圖分類號：TS722? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2019.09.013

Abstract： Composite mineral fibers were used as filler adding in the core layer of coated white board. When the dosage of composite mineral fibers was 5%， the concentration of white water under the forming wire decreased by 14.7%， the opening of stock valve and stock flow of the core layer decreased， and the pulp consumption was saved. The internal bonding strength of the board increased by 37.4 J/m2， the CD stiffness and the MD stiffness decreased by 15.7% and 16.9% respectively . Under the acceptable condition of paper property， the production cost of coated white board could be reduced by RMB 45～60 per ton by using composite mineral fibers as filler.

Key words： coated white board;composite mineral fibers; non-plant fibers; filling

復(fù)合礦物纖維是一種由硅灰石等礦物粉體材料進(jìn)行復(fù)合改性制備而成的造紙專用礦物纖維，是非植物纖維中的一種，屬于無機(jī)纖維，適用于造紙中性、酸性等多種漿內(nèi)施膠環(huán)境，不會造成環(huán)境污染等問題[1-2]。本試驗主要是通過在涂布白紙板生產(chǎn)中在芯層添加復(fù)合礦物纖維，在紙機(jī)上評估復(fù)合礦物纖維的加填量和對紙板指標(biāo)及生產(chǎn)成本的影響。

1 加填工藝

試驗紙機(jī)為多層疊網(wǎng)長網(wǎng)紙機(jī)，為面、芯、底三層系統(tǒng)，生產(chǎn)涂布白紙板，酸性系統(tǒng)施膠。由于系統(tǒng)為酸性施膠，芯層若加填碳酸鈣易造成填料溶解[3]，加填滑石粉則會有首程留著率低、紙張灰分不易提升等問題。

涂布白紙板生產(chǎn)中，芯層所用原料為闊葉木機(jī)械漿和來自紙機(jī)及后完成工段損紙，漿料相對復(fù)雜[4-5]，首程留著率低。芯層加填位置為流送系統(tǒng)芯層壓力篩后，復(fù)合礦物纖維加填工藝流程見圖1。

使用復(fù)合礦物纖維加填時，需要注意以下幾點(diǎn)。

（1）復(fù)合礦物纖維為粉狀，采用編織包裝袋包裝、每袋1 t，需要行車吊裝;需分散稀釋備料。

（2）復(fù)合礦物纖維使用清水進(jìn)行分散，要盡可能不用或少用含細(xì)小纖維、陰離子垃圾等雜質(zhì)較多的白水。

（3）復(fù)合礦物纖維添加點(diǎn)為芯層壓力篩后，由分散罐轉(zhuǎn)移至供料罐時，使用旋振篩過濾，有效除雜，避免結(jié)塊、雜物等進(jìn)入抄造系統(tǒng)造成紙病。

（4）提料泵、供料泵前均加有低壓溫水管，用于泵和管道停用時進(jìn)行沖洗，可以有效避免長時間停用造成管道沉積、堵塞等。

2 加填試驗

生產(chǎn)涂布白紙板定量為200 g/㎡，在芯層進(jìn)行加填復(fù)合礦物纖維試驗。

2.1 原料

XYZY-KW-01型復(fù)合礦物纖維，細(xì)度150目，通過率≥95%，白度≥68%，水分≤13%，粉狀，無明顯的結(jié)塊及大顆粒黑點(diǎn)等。

助留助濾劑：陽離子聚丙烯酰胺（CPAM），添加量220～380 mg/kg絕干漿。

漿內(nèi)施膠劑：硫酸鋁調(diào)整系統(tǒng)呈弱酸性，pH值為6.5～7.0;分散松香膠，添加量4～8 kg/t絕干漿。

2.2 方案制定

芯層纖維比例：10%針葉木化學(xué)漿+30%闊葉木化學(xué)漿+30%闊葉木機(jī)械漿+30%損紙漿?；?，325目，加填量8%。

表面施膠涂布：背面淀粉施膠+正面3道涂布（底涂、中涂和面涂）。

周銳[6]、楊江紅等人[7]在實(shí)驗室小試和上機(jī)中試試驗發(fā)現(xiàn)，復(fù)合礦物纖維較佳加填量為5%～8%。復(fù)合礦物纖維在使用過程中，按照與芯層絕干漿比例進(jìn)行加填，逐漸調(diào)整加填量，從0～10%分階段逐步提高加填量。

2.3 上機(jī)中試

中試過程發(fā)現(xiàn)，當(dāng)芯層中復(fù)合礦物纖維加填量為3%時，紙板指標(biāo)和灰分開始發(fā)生變化，芯層網(wǎng)下白水濃度開始降低;當(dāng)復(fù)合礦物纖維加填量為5%時，網(wǎng)下白水濃度降至最低，紙機(jī)運(yùn)行無異常，添加效果明顯;當(dāng)復(fù)合礦物纖維加填量超過6%時，紙機(jī)運(yùn)行變化較小。

當(dāng)芯層中復(fù)合礦物纖維加填量超過8%時，出現(xiàn)芯層成形網(wǎng)和頂網(wǎng)粘漿等情況，即使加大高壓水洗滌，粘漿問題仍反復(fù)出現(xiàn)，在降低復(fù)合礦物纖維加填量后，問題得以解決。中試結(jié)果表明，復(fù)合礦物纖維加填量為5%時，紙板性能較好。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 工藝參數(shù)對比

芯層加填5%復(fù)合礦物纖維的涂布白紙板生產(chǎn)線與未加填涂布白紙板生產(chǎn)線中，芯層上網(wǎng)漿料、首程留著率和網(wǎng)下白水濃度等檢測對比值見表1。

由表1可以看出，芯層加填復(fù)合礦物纖維時，芯層上漿閥門開度、漿料流量均較未加填時呈現(xiàn)下降趨勢，節(jié)省了漿料用量。

芯層加填復(fù)合礦物纖維時，芯層上網(wǎng)漿料首程留著率提升1.9個百分點(diǎn)，網(wǎng)下白水濃度下降0.021個百分點(diǎn)，降幅14.7%，填料及細(xì)小纖維留著效果明顯，細(xì)小纖維和灰分等流失減少。

3.2 紙板指標(biāo)對比

芯層加填5%復(fù)合礦物纖維的涂布白紙板與未加填涂布白紙板物理指標(biāo)對比分析見表2。由表2可以看出，芯層加填5%復(fù)合礦物纖維的涂布白紙板與未加填涂布白紙板相比，紙板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度提高37.4 J/m2，增加29.7%，細(xì)小纖維留著率的增加有利于增強(qiáng)內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度。加填后涂布白紙板挺度降低，橫向降低0.45 mN·m，縱向挺度降低1.06 mN·m，降低幅度分別為15.7%（橫向）和16.9%（縱向），細(xì)小纖維的增加、灰分的上升均對紙板的挺度造成了影響。涂布白紙板灰分上升1.43個百分點(diǎn)，根據(jù)纖維原料配比，生產(chǎn)成本每噸約降低45～60元。

4 結(jié) 論

通過對比芯層加填復(fù)合礦物纖維涂布白紙板與未加填涂布白紙板的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析復(fù)合礦物纖維的最佳加填量和對紙板指標(biāo)的影響。

4.1 涂布白紙板芯層加填復(fù)合礦物纖維3%～6%時，生產(chǎn)狀況改善效果明顯;其中，復(fù)合礦物纖維加填量為5%時效果最佳，網(wǎng)下白水濃度降幅14.7%，首程留著率增加，有利于系統(tǒng)的清潔;加填復(fù)合礦物纖維超過8%時，容易造成粘網(wǎng)等狀況。

4.2 芯層加填5%復(fù)合礦物纖維時，涂布白紙板內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度提高29.7%，挺度橫向下降15.7%，縱向下降16.9%。

4.3 在客戶可接受涂布白紙板質(zhì)量條件下，在涂布白紙板中適量加填復(fù)合礦物纖維，可以有效地提高首程留著率和紙板灰分，節(jié)省纖維原料，涂布白紙板生產(chǎn)成本每噸可降低45～60元。

參考文獻(xiàn)

[1] HU Liu-qiu， YUAN Ji-zu， WANG Chun-mei. The Present Research Situation and the Prospects of Mineral Fibers Used in Papermaking[J]. China Non-metallic Minerals Industry， 2006（4）： 11.胡流球， 袁繼祖， 王春梅. 造紙用礦物纖維的研究現(xiàn)狀與前景[J]. 中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊， 2006（4）： 11.

[2] SHEN Jing， SONG Zhanqian， QIAN Xueren. Research Progress of Filler Engineering and New Fillers in Papermaking[J]. Transactions of China Pulp and Paper， 2007， 22（4）： 113.沈 靜， 宋湛謙， 錢學(xué)仁. 造紙?zhí)盍瞎こ碳靶滦吞盍系难芯窟M(jìn)展[J]. 中國造紙學(xué)報， 2007， 22（4）： 113.

[3] SHEN Jing， QIAN Xueren， SONG Zhanqian， et al. Dissolution Behavior and Dissolution-inhibition Modification of Precipitated Calcium Carbonate Filler[J]. China Pulp & Paper， 2007， 26（12）： 7.沈 靜， 錢學(xué)仁， 宋湛謙， 等. 沉淀碳酸鈣的溶解性及溶解抑制改性的研究[J]. 中國造紙， 2007， 26（12）： 7.

[4] DU Haitao， LIU Chunyang. White Pitch Problem and Its Control in Paper Coating[J]. China Pulp & Paper， 2001， 20（2）： 41.杜海濤， 劉春陽. 涂布紙生產(chǎn)過程中的“白樹脂”問題及其控制[J]. 中國造紙， 2001， 20（2）： 41.

[5] HAN Ling， ZHAO Chuanshan. The Trouble-shooting of the Anionic Trash for Waste Coated Paper and Broke[J]. Shanghai Paper Making， 2005， 36（6）： 40.韓 玲， 趙傳山. 涂布類廢紙及損紙中陰離子垃圾的認(rèn)識與對策[J]. 上海造紙， 2005， 36（6）： 40.

[6] ZHOU Rui. Application of Mineral Fiber as Filler in Coated White Board Top Line[J]. Paper Science & Technology， 2007， 26（6）： 56.周 銳. 礦物纖維在涂布白紙板面漿加填中的應(yīng)用實(shí)踐[J]. 造紙科學(xué)與技術(shù)， 2007， 26（6）： 56.

[7] YANG Jianghong， LEI Jiangbo， ZHANG Shuxia， et al. Application of mineral compound fiber in the coated white paperboard liner pulp[J]. China Pulp & Paper Industry， 2009， 30（11）： 85.楊江紅， 雷江波， 張淑俠， 等. 礦物復(fù)合纖維在涂布白紙板襯漿中的應(yīng)用[J]. 中華紙業(yè)， 2009， 30（11）： 85.

（責(zé)任編輯：董鳳霞）