高配比竹浆生产白卡纸
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高配比竹浆生产白卡纸 王能友 (通山科委,湖北通山,437600) 摘要:针对竹浆抄纸的特性,讨论了在高配比竹浆替代木浆生产白卡纸的过程中,对原 料配比、打浆工艺、施胶荆的选择、加填、调色、成形、压榨、干燥等工艺条件和操作进行有 效的控制,从而生产出满足客户需求的产品。 关键词:高配比;竹浆;白卡纸;工艺控制 近年来随着人民生活水平的提高,将白卡 纸用于各种高档包装的使用量也越来越大.据 统计2000年我国的涂布纸板的总消耗量350万t 左右,而且2001年国内不断有新的涂布纸厂投 入运行,年消费总量在370—380万吨左右。国外 普遍采用漂白硫酸盐针叶木浆和阔叶木浆以及 CTMP生产自卡纸;面我国由于木材资源匮乏, 相当多的企业靠进口木浆来生产白卡纸。因此, 充分开发其它非木材纤维原料以及部分替代进 口木浆生产白卡纸具有明显的现实意义和良好 的发展前景,其中竹子就是这样一种良好的造 纸纤维原料。 竹子属于禾本科亚植物,成材快,可伐期 长,纤维细而长。鄂南造纸厂具有近十多年的竹 浆生产经验,竹浆抄造书刊纸、新闻纸的成功表 明鄂南造纸厂对竹浆抄纸的掌握已日趋成熟。 目前,该厂使用的杂交竹纤维长度在1.6-2.5mm 之间,长度虽低于针叶木浆,但高于阔叶木浆和 其它草类纤维。经过两年多的生产实践,本文拟 对高配比竹浆替代木浆生产白卡纸的生产工艺 进行探讨。 1- 白卡纸生产系统的简况——1黜纸板机 1.1网部:分面浆、底浆、芯浆三套成型装置, 面、底浆为长网成型装置,流浆箱为敞开式多管 进浆,芯浆采用三个圆网上浆;有四道预压榨。 1.2压榨部:正压、反压、光泽压榨各一道。 48· 1.3烘干部:由27只缸组成,其中有毯缸2只, 冷缸1只,镀铬缸2只,除光泽烘缸外,其余烘缸 按3组配置,在1、2组烘缸后有一半干压榨装置, 后设3米大缸,同时配置有表面施胶机,二道压 光机,卷纸机等。 2高配比竹浆生产白卡纸的工艺控制 2;1原料的配比 配用针叶木及阔叶木浆生产的纸板面层, 其印刷表面强度和平滑度比配用草类纤维高。 若针叶木浆用量过高,虽然能达到较高的表面 结合强度,但是由于其纤维较长,面层的匀度及 表面吸收性能会受影响,国外厂家为使白卡纸 面层组织均匀性,压缩性及平滑性均一,一般针 叶木浆配比在20-25%,其余为阔叶木浆。这样 的配比既保证强度要求,又不影响其它质量指 标。国内由于木材资源不足,且商品木浆价格 高,一些厂家采用自产的草浆代替阔叶木浆,与 针叶木浆配用生产白卡纸,由于一般草类纤维 较短,强度差,且杂细胞多,其过多加入量影响 白卡纸的质量。鄂南造纸厂充分利用竹子的纤 维特点,使用50—6O%自制漂白竹浆替代阔叶木 浆,与针叶木搭配,生产的白卡纸完全适应市场 的需求。 从表l中可以看出,草浆配比增加以后,其 吸收性大幅度上升,所以白卡纸面层浆料的配 比中草浆应控制在适当的范围内,否则覆膜后
2003年第3期《浙江造纸》 维普资讯 http://www.cqvip.com 加工时会影响表面结合。在生产低定量(如 250g/m 以下)产品时,针叶木可以少用些,这 样可以降低打浆电耗;而生产高定量(350g/m2) 产品时,增加针叶木浆的比例可以提高面层强 度,防止白卡纸产生爆裂。根据该厂的实际情 况,经过多方摸索,较合适是白卡纸面、底浆采 用50—70%针叶木浆+30—50%竹浆,而芯浆采用 100%竹浆,其中面、芯、底浆用量控制在25%、 52.5%、22.5%,这样不仅成本较低,而且成纸表 面匀度和光泽均较好。 表1 同一工艺条件下不同原料配比吸收性比较 2.2打浆工艺 白卡纸要求具有较高的纸面平滑度、平整 度和挺度,对面、底浆应采用对纤维适当切断、 适当起毛帚化的半粘状半游离打浆方式,使纤 维在网上脱水容易,分散性好,生产出匀度好, 强度适中,吸收性适中的白卡纸面底层。鄂南造 纸厂面底层浆采用3台,t,45o双盘磨串打,三台 盘磨可分别采用不同磨盘齿形。打浆浓度在 2.5—3. ,叩解度控制在43 8。SR,湿重在8— 9g,有利于提高平滑度。面、底浆叩解度不能过 高,否则卡纸易产生压花,干燥时由于纤维收缩 程度增加,纸幅的不平整倾向就会严重起来。而 芯浆由于全是竹浆,一方面竹浆细胞坚厚,纤维 挺硬,打浆易切断,另一方面竹浆半纤维素含量 高,打浆时易水化,所以竹浆打浆用轻刀慢速高 浓揉搓形成较好的内帚化及分丝帚化,并尽量 保留纤维长度,使白卡纸有一定的挺度。鄂南造 纸厂采用两台进口DD一4o0双盘磨处理竹浆, 使打浆度达33—37。SR后,再经两台4,450双盘磨 打浆机打到37—4l。SR。浓度控制在2.8-3.5%,纤 维湿重控制在6—8g,打浆电流必须控制在150A 以上。 2.^独特的施胶工艺[3-4] 、 白卡纸面、底浆进行浆内施胶,采用固含量 为50%的分散松香胶,其用量为绝干浆的1.5— 2%,硫酸铝用量为4;5-5 5%时,已达到施胶效 果,另为提高白卡纸表面强度,采用氧化淀粉对 白卡纸进行表面施胶,施胶量为…1.3--Zg/ m’"。此 外,针对客户对吸收性的特殊要求和竹浆纤维 结合强度略低于木浆的特点,生产中采用WSF一 2003年第3期《浙江造纸》 Ⅱ聚合物抗水剂,该抗水剂不含甲醛,符合食品 包装安全的要求,pH适应范围广,且具有极佳 的抗水效果,运用松香胶和WFP一Ⅱ抗水剂的复 合作用效果,能有效地控制纸张的表面吸收重 量在客户的要求的范围内,并且对高配比竹浆 抄造的面层具有明显的增强效果。 2.4加填 为节约成本和提高白卡纸的表面平滑度及 光泽度,白卡纸的面、底浆料加入一定数量的填 料。填料的加入有利于面、底层微孔的形成,提 高卡纸的疏松柔软性,但由于填料没有与纤维 形成氢键的基团,因此加入填料降低了纤维之 间的结合力。做纸盒时耐折度会下降;加入量过 大或加入不均都会影响纸页的结合强度,易产 生脱层和掉粉。为此,对填料的加入量要加以控 制,_般为10—15%,滑石粉最好用325目左右的 细度,杂质要少。 2。5调色 鄂南造纸厂用漂白木浆白度在80-85度, 竹浆在79—84度,经过打浆后木浆降为76-8i 度,竹浆降为75—80度,特别是打浆和贮存温度 较高时,纸浆返黄严重,针对这种情况,成浆贮 存时问不宜过长。根据配浆手抄纸样测定白度 决定是否加入增白剂,如白度偏低,可在面、底 浆加入0.06—0.12%液体荧光增自剂。为增加视 觉白度,还可以加入0.12-0.13%的品兰。 2.6抄造过程的成形控制 白卡纸要求纤维交织均匀性好,纵横定量 分布均匀一致,不分层,平滑度高表面强度好。 这些主要依靠纸料流送成形来完成。在生产过 49·
维普资讯 http://www.cqvip.com 程中,影响白卡纸纵横向定量波动的主要因素 是上网前浆料浓度的变化,成形部及压榨部的 操作,为此必须加强以下工艺和操作控制。 1)上网前的成浆池浓度控制是生产过程中 纵向定量稳定的首要条件,除要使成浆池的浓 度调节系统正常调节浓度外,成浆池浆位也要稳 定,要在工人操作质量考核方面加强管理,下达 浓度、叩解度和pH值合格率指标,使工人加强操 作责任心,确保上网前浆料浓度和打浆质量的稳 定,减少纵向定量波动,用好来浆浓缩设备。 2)控制好芯浆,面、底浆叩解度,两者相 差≤5oSR,最好在2—3。SR,以利于增加层问结 合力,另外面、底层与芯浆水分相差不宜过大. 最好在3%以下,以避免白卡纸分层,有条件最 好在面、芯层之问采用淀粉层间喷淋技术。 3)上下长网浓度控制在0-3%一0.5%以内, 减少纤维絮聚,三个圆网上网浓度为0.3—0.4%, 调整合理的堰池水位,控制好浆速与网速比,另 外要控制好网案的振幅和摇振频率,使浆料均 匀分布,成形网速稍慢,提高成纸匀度,以达到 提高平滑作用。 4)上下网真空吸水箱真空度应该从低至高 逐步提高,避免强脱水造成滑石粉流失过大,并 造成纸面平整度低及粗糙。 5)保持长网部流浆箱堰口开度均匀一致及 圆网上浆水线平直,上下长网及圆网流浆箱均 有稳定的回流量以保证上浆横向均匀一致,网 槽流浆箱上浆系统分布管及箱体内光滑无刺, 定期冲洗网槽及流浆箱,减少挂浆现象,保证网 面清洁,减少成纸的横幅定量差。 2.7压榨控制 由于竹浆半纤维素含量多及一些杂细胞的 存在,纸页的湿强度相对比木浆差,在水分大时 在真空伏辊与一压之间极易断纸及压花,为此, 各道压榨之间的线压力应逐步加大,过高的线 压力使自卡纸极度压缩,易压出毛布纹孔。而形 成较深的毛布条痕,光压要适当加压,可减轻在 压榨过程形成的毛布沟纹条痕,选择毛层较厚, 平整性好的BOM毛布,有利于减少毛布印,提 高纸页平滑细腻程度。另外加强毛布保洁,采用 50· 高压水移动喷水装置冲洗,避免毛布因局部脱 水不良引起压花及断头。 2.8干燥温度和干燥曲线 该厂纸板机干燥能力比较强,有20个 l5OOmm烘缸,一个+3000mm的大缸和一个 +2500mm大缸,另外有两个镀铬缸。在干燥过 程中,纸页刚进烘缸时,由于白卡纸水分含量 高,要求烘缸温度较低,让纸板内水分慢慢通过 扩散作用转移到白卡纸表面,得以蒸发,温度太 高,内部水分很快变为水蒸汽,从纸板表面逸 出,影响表面平整性。要充分发挥大缸的光泽作 用,要求进大缸干度不能太高,进缸水分控制在 30—35%,出大缸干度不能太小,首先要求大缸 包裹面积尽量大,其次光压辊与大缸线压要大, 最好达6OK/一·-以上,再就是进汽压力要高,大缸 刮刀的材质最好是锰钢或磷青铜,有条件最好 使用移动刮刀,保持大缸面光洁,必要时可以在 大缸上加一湿毛布刮刀进行大缸表面施水,提 高光泽度,干燥温度曲线控制在70—110~70 ̄(2之 间。 压光机底辊中高要适宜,五辊压光机底辊 中高可在0.8mm,七辊压光机可在1mm,根据成 纸定量及厚度大小决定白卡纸加压的压力及穿 过压光辊的道数以保证平滑度。 白卡纸下机时,如果水分太大或太小,往往 在下机后就会因失湿或吸湿作用,产生收缩或 膨胀的不一致,致使不平整倾向增加。因此需防 止过干和烘干不足的现象,白卡纸的白度、施胶 效果和平滑度均达到最佳。表2为该厂25og/ In 白卡纸产品质量测定数据。 表2 25og/nf白卡纸物理指标 (下转第47页)
2003年第3期《浙江造纸》 维普资讯 http://www.cqvip.com 源的行为。 3圆网抄造纸板和较新的叠网机抄造纸板,在 技术观念上是有区别的,这两年来,我国叠网机 发展很快,形式层出不穷。近两年上了不少机 台,但由于种种原因,不少机台未能达到预期目 标,十分可惜。笔者认为,凡事其本身总有一个 规律,只能遵守和利用它。早年用圆网机生产纸 板,一般用5个书1Ooo的网笼,最后发展到用8个  ̄b1500的网笼,这是个进步,但我们不能把圆网 机的全部概念原封不动地使用到叠网纸机上 来,因为长网的个性有所不同。叠网纸机由于原 纸胚有异于圆网、纸机从流送到湿部都将发生 很大变化。比如,由于任意放宽的网部给运行造 成了很大困难。 4原纸、涂布、整饰要三位一体,必须整体地考 察工作水平。目前不少企业因为是机内涂布,不 注意原纸品质的变化,这给涂布造成不好的影 响,有的甚至是无章可循,只好最大限度地增加 涂布量,以求产品的表面效果,这是不可取的。 而整饰部分常常给产品带来不良效果却又不为 人所知,涂料药品配合其实对制造成本影响不 大,不少机台在这里常常由于点滴节约,给自己 造成很大麻烦。这样,我们虽然努力地工作,而 产品价格却上不去,可谓功亏一篑。就一个已定 机台而言,此问题是产品难以上台阶的一个大 因素。 5分切、复卷是目前白纸板业比较普遍的难 题,这主要是硬件不过关,长期得不到重视和管 理不善所造成。就目前生产形势来看,如果我们 把产品完善了,本题内容将是我们产品出现更 大经济效益的拦路虎。 6利用已有条件,发展更多的纸板品种。白纸 板的生产,我们经历了小圆网、大圆网、压力 成形器、超成形器的演变,差不多每次都是一 个风潮,如今正在流行叠网机,还不知道以后 要吹什么风?笔者以为用什么成形器固然重 要,但要看生产什么产品、企业的自身条件和 工艺技术的可行性,这里并无一定的章法,企 业应根据自身已有的条件要充分利用。以发展 自己的产品。笔者在国外看到一些中小型企 业,生产规模不大,技术装备一般,但产品品 种很多、制造品质优良,这就是一个例子。叠 网可以生产出比圆网更好的纸板,但在一定的 要求下,圆网机也可能制造出我们所需要的品 种,而且未必逊色。 {在E海造纸工业研讨会 的发言 (上接第50页) 3结论 通过近两年的实践证明,鄂南造纸厂大比 例竹浆抄造白卡纸是切实可行的。有以下几方 面的优点:(1)可充分利用竹子原料代替日益紧 张的木材,(2)在各项工艺条件合适的情况下, 可为纸机正常生产创造条件。(3)可提高白卡纸 的挺度及平整度。(4)替代化学木浆的作用,减 少化木浆用量降低生产成本。 在生产中应注意的以下几个问题;(1)对竹 浆的蒸煮要有合理的条件,在保证浆料质量的 前提下,蒸煮漂白段可添加新型化学助剂提高 稳定竹浆自度,减少返黄,确保纤维强度。(2)打 浆度要合适,偏低控制有利于浆料在网部的脱 水,但不能太低,否则由于竹木浆中长纤维过多 形成浆团,易造成除砂和筛选困难,上网成形匀 2003年第3期《浙江造纸》 度差。(3)纸机浆料的流送,要保证有足够的湍 流来分散纤维的絮聚,否则,对于纸幅的脱水成 形有影响,白卡纸得不到好的匀度。(4)压榨部 要注意水分和压力的关系,两者要相适应,以避 免压花现象。 总之,采用高配比竹浆生产高级白卡纸是 种较新的尝试,虽然取得了一些经验,但由于 生产条件的限制,仍存在的一些问题有待今后 逐步加以解决。 、 参考文献 fl】颜凌燕,宋国.国产无甲醛抗水剂在平版胶印白卡 纸上的应用.造纸科学与技术,2002(3):47—51. 【21夏新兴.如何提高白卡纸挺度.纸和造纸,i996(i):25. 【31严万民.抗水剂对涂料保水性及涂布白卡纸湿强度的 影喃.纸和造纸,l997(3):l9. 【4】王盛德-淀粉在涂布白卡纸中的应用.中国造纸,2001 (5):70-71, 【51刘昌林.对涂布白卡纸的生产认识.中华纸监,l-t W  ̄O。 (6):35-37. 47·