相思木浆在文化用纸生产中的应用

王 根 王 伟 胡海涛 杜 炜

(驻马店市白云纸业有限公司，河南驻马店，463100)

国内文化用纸行业竞争日益激烈，企业效益呈两极分化趋势，高档产品供不应求，中低档产品市场饱和竞争激烈［1］。通过采用新技术、新设备和新工艺突破原材料瓶颈，提升产品品质、提高经济效益，是造纸企业升级转型的必然方向［2］。相思木浆纤维短小，纤维长度分布均匀，易于打浆，较低的纤维粗度使它在单位质量内的纤维数量较多，能够较好地适合于生产高档文化用纸，改善纸张的匀度、表面性能和印刷性能等质量指标［3］。但相思木浆松厚度较低、滤水性能较差，不利于提高纸机的运行车速。

为此，驻马店市白云纸业与亚太森博纸业技术人员通过优化打浆工艺，调整纸机生产运行参数，攻克相思木浆滤水性差、不利于高速纸机生产应用的难题，逐步提高相思木浆在文化用纸生产中的配比，使纸机以1350 m/min的最高车速连续稳定生产150 h，不仅降低了成本，而且改善了纸张的物理性能。

本文对相思木浆的纤维特性进行了分析，探讨了相思木浆用量在胶版印刷纸和静电复印纸生产中对打浆工艺、成纸匀度、平滑度、表面强度和填料留着率的影响。

1 试验

1.1 试验目的

对相思木浆纤维进行分析，优化阔叶木浆打浆工艺条件，逐步提高胶版印刷纸与静电复印纸浆料配比中相思木浆的比例，改善产品品质，降低生产成本。

1.2 试验用机台、检测仪器和方法

试验机台:白云纸业8#纸机，为福伊特高级文化用纸机，幅宽5280 mm，车速1350 m/min，抄纸定量50～160 g/m2。

检测仪器:纤维疏解机，PFI磨浆机，陕西科技大学;TAPPI标准抄片仪;Morify纤维分析仪;MF6000智能马福炉，LPA07048匀度测定仪，DRK101A卧式拉力机，IGT印刷表面强度测定仪。

检测方法:采用相应的国家标准方法进行。

纤维分析方法:木浆在80℃热水中浸泡12 h，用纤维疏解机疏解5 min，测定原浆的游离度、湿重;手抄片测定白度和尘埃度;利用纤维分析仪对原浆进行分析。将浆浓调至10%，利用PFI磨浆机磨浆至游离度 (380±20)mL，抄造手抄片，测定浆料的物理性能指标。

1.3 试验用原料、生产纸种

实际生产用浆料:进口太平洋漂白针叶木浆，游离度 (360±20)mL，湿重≥10 g;进口小鸟漂白阔叶木浆 (桉木浆)，国产漂白阔叶木浆 (相思木浆)，亚太森博提供;进口小叶硬杂漂白阔叶木浆 (硬杂木浆)，游离度 (380±20)mL，湿重≥2 g;APMP化机浆打浆度 (27±1)°SR，湿重1.4～1.8 g，焦作瑞丰纸业生产。

其他原料:GCC，白云纸业自制;阳离子淀粉，兖州熙来公司提供;聚丙烯酰胺 (PAM)，巴斯夫化工提供;膨润土，瑞士邦化学品公司提供。

生产纸种:60 g/m2胶版印刷纸，浆料配比针叶木浆∶阔叶木浆∶化机浆 =20∶60∶20;70 g/m2静电复印纸浆料配比:针叶木浆∶阔叶木浆∶化机浆 =18 ∶65∶17。

1.4 纸机试验

纸机试验过程:在满足阔叶木浆游离度 (380±20)mL，湿重≥2 g的前提下，通过调节打浆工艺，将胶版印刷纸阔叶木浆所用的相思木浆与桉木浆配比由3∶3逐步提高到全相思木浆，将静电复印纸阔叶木浆所用的相思木浆与桉木浆配比由2∶4逐步提高到5∶1。

2 结果与讨论

2.1 阔叶木浆纤维分析

纤维形态和打浆方式决定浆料的抄造性能，为了更好地利用相思木浆，将3种品牌的阔叶木浆原浆进行纤维分析，然后利用PFI磨处理，在相近的游离度下进行抄片。表1为3种阔叶木浆的纤维分析。比较浆料的强度，为上机试验提供理论依据。

由表1可以看出，硬杂木浆的纤维平均长度最长，纤维粗度最大，细小纤维含量最多，两级分化严重，均一性没有相思木浆和桉木浆好。硬杂木浆的使用有利于提高纸张松厚度，因此广泛应用于需要较高松厚度的静电复印纸生产中。相思木浆和桉木浆湿重、纤维平均长度和纤维粗度相近，但相思木浆细小纤维含量是桉木浆的2倍多，在相同游离度要求下，相思木浆比桉木浆容易打浆。相思木浆可以通过降低打浆功率或者增加过浆量的方式来调节打浆度。

表1 3种阔叶木浆纤维分析

表2 3种阔叶木浆PFI磨浆后手抄片的物理指标

利用 PFI磨浆，将3种浆料的游离度控制在(380±20)mL，抄造手抄片后测定物理指标如表2所示。

由表2可以看出，在游离度相当的情况下，硬杂木浆松厚度最大，相思木浆比桉木浆松厚度略低;抗张强度为桉木浆＞相思木浆＞硬杂木浆;耐破强度桉木浆与相思木浆相当，硬杂木浆最小;撕裂度为桉木浆＞硬杂木浆＞相思木浆;3种浆料的不透明度相当;3种浆料打浆难易程度为:硬杂木浆＞桉木浆＞相思木浆。尽管从抗张指数上看相思木浆比桉木浆小了约30%，但影响胶版印刷纸抗张强度的主要是20%的针叶木浆，提高相思木浆比例后，理论上对纸张的抗张强度影响不大。

2.2 相思木浆用量对文化用纸性能的影响

60 g/m2胶版印刷纸原相思木浆与桉木浆配比为3∶3。在保证纸张厚度的前提下，逐步增加相思木浆的比例，相思木浆用量对胶版印刷纸抗张强度和表面性能影响如表3所示。

表3 相思木浆用量对胶版印刷纸性能的影响

由表3可以看出，随着相思木浆比例增加，胶版印刷纸的裂断长从5.8 km下降到了5.1 km，但下降后的裂断长仍然在标准要求的不小于5.0 km范围之内;表面强度由3.0 m/s提高到了3.6 m/s，提高了20%;匀度由15.3%提高到了16.5%，提高了0.8个百分点;平滑度由56 s提高到了68 s，提高了21.4%。这是由于相思木浆纤维比桉木浆纤维细小均匀、比表面积大，在成纸过程中与长纤维的结合点多，使纸张表面更加致密，从而提高了纸张的表面强度和匀度。相思木浆替代桉木浆后，虽然胶版印刷纸的裂断长略有下降，但表面强度、匀度和平滑度都有较大的提高，胶版印刷纸的印刷性能有了大幅度改善。

70 g/m2静电复印纸原相思木浆与硬杂木浆配比为2∶4。通过调整压榨部压力和压光机压力，保证纸张厚度，逐渐增加相思木浆的比例，相思木浆用量对静电复印纸强度和表面性能影响如表4所示。

由表4可以看出，随着相思木浆比例的提高，静电复印纸裂断长和表面强度变化不大，匀度由15.1%提高到了17.5%，提高了2.4个百分点;平滑度由26 s提高到32 s，提高了23.1%。由于相思木浆的抗张强度与硬杂木浆相当，但相思木浆的均一性比硬杂木浆好，所以在纸张抗张强度变化不大的情况下，提高了纸张的匀度和平滑度，较好地改善了静电复印纸的品质。

2.3 相思木浆用量对填料留着的影响

在填料加入量及助留助滤剂加入量不变的条件下，通过改变阔叶木浆中相思木浆的比例，测定胶版印刷纸和静电复印纸生产过程中填料留着率的变化，如表3和表4所示。

由表3和表4可以看出，随着相思木浆比例的增加，两种文化用纸的填料留着率略有增加，这是由于相思木浆纤维短小，纤维长度分布均匀，它的粗度低及单位质量内的纤维数量多，而且由于纤维柔软，易形成致密结构，因此在相同强度指标下，浆料在成形过程中会形成致密的结构［3］，增加了填料机械留着的作用，提高了填料留着率。

3 结论

3.1 相思木浆纤维有较好的均一性，抗张强度比桉木浆低，与硬杂木浆相当。

3.2 相思木浆替代桉木浆生产胶版印刷纸，使纸张表面强度提高了20%，匀度提高了0.8个百分点，平滑度提高了21.4%。

3.3 相思木浆替代硬杂木浆生产静电复印纸，使纸张的匀度提高了2.4个百分点;平滑度提高了23.1%。

3.4 提高相思木浆比例，对提高文化用纸生产过程中填料留着有促进作用。

［1］CAO Zhen-lei.Current Situation and Thinking of China Paper Industry［J］.China Pulp ＆ Paper，2009，28(10):63.

曹振雷.我国造纸工业的现状与思考［J］.中国造纸，2009，28(10):63.

［2］WANG Ya-fang.The Competitive of Printing Paper Industry［J］.China Paper Newsletter，2001(8):12.

王亚芳.文化用纸行业竞争激烈企业效益两极分化［J］.造纸信息，2001(8):12.

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