高克重箱板紙使用干強劑生產(chǎn)實踐

黃書勇

（泉州貴格紙業(yè)有限公司，福建 泉州 362312）

高克重箱板紙使用干強劑生產(chǎn)實踐

黃書勇

（泉州貴格紙業(yè)有限公司，福建 泉州 362312）

為了解決廢紙纖維多次循環(huán)使用后產(chǎn)生一系列問題，干強劑在生產(chǎn)高克重箱板紙中使用越來越普遍。以生產(chǎn)400 g/m2箱板紙為例，從高位箱下漿管道處加入了0．3%～2．5% Lees? Ds 101干強劑后,結(jié)果表明：降低系統(tǒng)的陽電荷需求量和抵抗系統(tǒng)中的陽離子垃圾的干擾有較好的效果，箱板紙的耐破度指標(biāo)、耐折度和環(huán)壓強度都所提高。

工藝流程 干強劑 紙張性能

0 前 言

目前，廢紙是生產(chǎn)掛面箱板紙和瓦楞原紙最重要的纖維原料，廢紙資源的回收利用也日益受到重視，其利用率也逐年的不斷提高；這同時也說明了廢紙纖維的循環(huán)使用的次數(shù)也在不斷增多。但是，廢紙纖維的多次循環(huán)使用會導(dǎo)致廢紙纖維質(zhì)量的不斷下降和廢紙中各類化學(xué)品的不斷沉積，進而造成生產(chǎn)出來的紙張的強度指標(biāo)的下降，以及造紙濕部系統(tǒng)的運行環(huán)境的復(fù)雜化和惡化；同時也影響到濕部其他功能性化學(xué)品的正常使用和其應(yīng)有的效果的體現(xiàn)，如施膠劑、殺菌劑、染色劑、干強劑等等。

近年來干強劑之所以能越來越廣泛的使用，主要是其能夠提高紙張的物理強度指標(biāo)，提高漿料中細小纖維和填料的保留度，以及能夠在一定程度上凈化網(wǎng)下白水中的污染物，節(jié)約蒸汽的用量，降低生產(chǎn)成本。

干強劑在低定量掛面箱板紙生產(chǎn)中的應(yīng)用十分普遍，而且應(yīng)用的技術(shù)也比較成熟，在提高耐破指標(biāo)方面有明顯的效果，有時能夠提高到30%甚至更多。但其在高克重箱板紙生產(chǎn)中的運用還是有區(qū)別的，高克重的產(chǎn)品存在著脫水困難、網(wǎng)部成型差、耐破耐折指標(biāo)低等問題。現(xiàn)以某機臺生產(chǎn)400 g/m2的掛面箱板紙在生產(chǎn)中使用干強劑的情況進行分析和總結(jié)，以供同業(yè)人員的探討和指正。

1 抄造環(huán)境

1.1 紙機機型

四疊網(wǎng)長網(wǎng)紙機、氣墊式流漿箱、成紙凈寬2 900 mm；該機臺之前是設(shè)計生產(chǎn)涂布白板紙，之后改造成生產(chǎn)高克重的箱板紙，四疊網(wǎng)分為面網(wǎng)、襯網(wǎng)、芯網(wǎng)和底網(wǎng)，芯網(wǎng)帶上成型網(wǎng)；上成型網(wǎng)能夠改善脫水的狀況和濕紙頁的再次成型，會提高均勻度和脫水量。各層網(wǎng)都有獨立的上漿系統(tǒng)；面網(wǎng)的透氣度為4 000 m3/m2/h，其余三條網(wǎng)子的透氣度都是6 500 m3/m2/h，透氣度對脫水的程度和留著度影響較大。

1.2 原料

面層漿料以本色漿板配比一定量的國內(nèi)白廢紙邊，白廢紙邊原料主要是調(diào)節(jié)面層漿料的亮度，混合的比例要按生產(chǎn)產(chǎn)品的具體亮度的要求來確定，面層漿料的叩解度33～36oSR，濕重6.5 ～7.5 g，pH值6.85，面漿定量24 ～27 g/m2。

襯層、芯層和底層的漿料原料和打漿工藝都是一樣的，以歐廢A5為主要原料，配比20%左右的國內(nèi)廢箱板紙皮，分層定量分別為60 g/m2、250 g/m2、60 g/m2左右，叩解度在25～27oSR，濕重6.0～7.0 g,漿料pH值6.5；由于漿料經(jīng)過熱分散處理，上網(wǎng)時的漿料溫度較高，有36℃左右，漿料的溫度如果過高，會影響到化學(xué)品的使用，因此要調(diào)整到適宜的溫度。面層和襯層都是著色層，決定著紙面的外觀質(zhì)量，因此比較重要。

1.3 紙機流送系統(tǒng)工藝流程

濕部流送系統(tǒng)工藝流程決定著各種化工的加入點，加入點的選擇關(guān)系到各種化學(xué)品的使用效果和濕部系統(tǒng)能否正常運行。該紙機的濕部工藝流程見圖1。

圖1 紙機的濕部工藝流程

2 濕部化學(xué)品使用種類和加入工藝

造紙的濕部越來越復(fù)雜，為了提高成品紙品質(zhì)和促進生產(chǎn)的正常，加入的化學(xué)品品種越來越多；造紙化學(xué)品大多數(shù)是精細化學(xué)品，其加入要考慮的因素很多，目的是使用的效果最大化、各化學(xué)品之間的相互影響最小化，成本最合理化；該機生產(chǎn)400 g/m2的產(chǎn)品時，主要加入的化學(xué)品有：殺菌劑、硫酸鋁、紅色染料、黃色染料、黑色染料、AKD施膠劑、干強劑。之前還有使用助流助濾劑，但在使用干強劑后，其助流助濾的效果能夠達到預(yù)期，故沒有再使用；各種化學(xué)品的加入要考慮到該產(chǎn)品的離子性和系統(tǒng)的電核情況，才能較好地發(fā)揮作用。各化學(xué)品的加入點見圖2。

圖2 化學(xué)品的加入點

3 干強劑品種的選擇及加入方式

3.1 干強劑簡介

經(jīng)過多次的試用和比對，該機臺選用的干強劑品種是Lees? Ds 101。Lees? Ds 101是一種新型的干強劑，為丙烯酰胺和丙烯酸類的共聚物，是具有兩性離子復(fù)合體的干強劑，對于降低系統(tǒng)的陽電荷需求量和抵抗系統(tǒng)中的陽離子垃圾的干擾有較好的效果；在酸性和堿性環(huán)境中能夠增強纖維間的氫鍵結(jié)合力，能夠顯著提高紙張的干強度和助流助濾的作用，并對施膠有增強和提高的作用。該品種干強劑的性質(zhì)如下：

外觀——無色或白色黏稠液體

固含量——15±1%

黏度（25 ℃）——5 000～12 000 mPa·s

pH值——3～6

離子性——兩性

水溶性——完全溶解于水

干強劑在運用前應(yīng)按工藝要求的濃度進行稀釋，稀釋范圍可在20～40倍間，具體的稀釋倍數(shù)要視管道漿料的擾動情況和使用情況來確定。稀釋后加入漿料系統(tǒng)中，加入點應(yīng)選擇在漿料能夠充分?jǐn)_動的位置，以保證和漿料能夠充分的混合。加入點可選擇在成漿泵的入口處或者在高位箱的下漿管，該機臺考慮到在成漿泵入口加入后，在高位箱會溢流部分到成漿池，故加入點選擇在高位箱的下漿管道。加入量在0.3%～2.5%之間，具體的加入量要經(jīng)過不斷的調(diào)試和摸索總結(jié)。

3.2 干強劑的稀釋工藝

干強劑的稀釋工藝見圖3。

圖3 干強劑的稀釋工藝圖

通過給定電磁流量計的每小時的原液使用量，來控制原液泵的運行頻率；使用量應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的品種和紙機的車速和實際使用效果來調(diào)整。調(diào)整攪拌稀釋泵的運行頻率可以控制稀釋的濃度。在實際的生產(chǎn)過程中，控制原液的實際用量是最重要的，而稀釋后的濃度控制主要在于易和漿料混合的范圍內(nèi)就可以了；濃度會因原液用量的變化和水壓的變化而變化。

干強劑稀釋和加入有幾個特別要重視的方面；

（1）干強劑具黏性，流動性較差，因此干強劑原液池的底部要制做成錐形底或斜面底，錐底的最低點或斜面的最低點是管道的出口；并且在使用過程中要保證原液池有一定的液位，確保出量的穩(wěn)定。

（2）稀釋要使用清水并且要具有穩(wěn)定的壓力，壓力的波動會造成濃度的波動，波動的范圍太大會影響到和漿料混合的均一性。

（3）原液泵、電磁流量計和攪拌稀釋泵是關(guān)鍵的設(shè)備，要選擇進口的產(chǎn)品或國內(nèi)最好的品牌。

（4）轉(zhuǎn)子流量計的調(diào)整要根據(jù)各層漿料的分層定量計算出小時的產(chǎn)量來進行調(diào)整，還要結(jié)合網(wǎng)下白水濃度的情況和成型的情況。

4 干強劑不同用量時相關(guān)數(shù)據(jù)的變化

4.1 干強劑不同用量時定量的變化

在考量干強劑不同用量時的定量變化，所取紙樣是在干強劑用量調(diào)整后，定量發(fā)生變化并且穩(wěn)定后下紙捆取樣，期間微機人員發(fā)現(xiàn)定量曲線有向上的趨勢，但按要求沒有進行調(diào)整，以保證數(shù)據(jù)的可靠性；定量數(shù)據(jù)都是取橫向平均定量。不同干強劑用量時定量的變化見圖4。

圖4 不同干強劑用量時定量的變化

從圖4中可以看出當(dāng)干強劑使用量在5～15 kg/t時，定量的增加是比較明顯的；當(dāng)干強劑用量在20～5 kg/t之間時，定量的變化是趨向穩(wěn)定。

4.2 干強劑不同用量時網(wǎng)下白水濃度的變化情況

網(wǎng)下白水濃度的變化可以考量細小纖維和填料的流失情況，采取網(wǎng)下水樣時是定點取成型板后刮水板前的白水；在取樣時各層漿料的上網(wǎng)濃度是：面漿0.39%、襯漿0.76%、芯漿是1.27%、底漿是0.91%，在整個數(shù)據(jù)的采集過程中上網(wǎng)濃度未做調(diào)整，以保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。白水的檢測數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 網(wǎng)下白水的檢測數(shù)據(jù)

表1中數(shù)據(jù)分析：干強劑的使用量和網(wǎng)下白水濃度的變化是呈反向的變化，干強劑用量越多，網(wǎng)下白水濃度就越低，但當(dāng)干強劑的用量達到15 kg/t后，網(wǎng)下白水濃度的變化不大，趨向穩(wěn)定，當(dāng)干強劑的用量調(diào)整到25 kg/t時，網(wǎng)上成型有出現(xiàn)云采狀，成型開始變差。

4.3 干強劑不同用量時強度指標(biāo)的變化情況

干強劑不同用量時強度指標(biāo)的變化情況見表2。

表2 干強劑不同用量時強度指標(biāo)的變化

表2中數(shù)據(jù)分析：

（1）表2中的定量數(shù)據(jù)與表1中的定量數(shù)據(jù)不是同時取樣的，主要是考察強度指標(biāo)的。微機崗位人員按正常定量的要求進行控制的，而表1中的定量是調(diào)整干強劑用量后定量走高而沒有調(diào)整，目的是為了考量定量的變化情況。

（2）從表2中耐破度、耐破指數(shù)和環(huán)壓強度都是隨著干強劑用量的增加而增加的，干強劑的用量要在5 kg/t以上作用才漸漸明顯起來，到達15 kg/t的使用量后，強度指標(biāo)的提高就不明顯并趨向平穩(wěn)，干強劑的用量調(diào)整到25 kg/t時，會影響到網(wǎng)上漿料的成型。

（3）從表2中的數(shù)據(jù)可以看出橫向耐折度的變化不明顯，但縱向耐折的增加還是比較明顯的。

5 干強劑在低定量產(chǎn)品中的使用情況

5.1 考察干強劑在低定量產(chǎn)品中的使用情況

可以與在高定量產(chǎn)品中的使用情況進行比對，從而可以更好地了解相同品種的干強劑在不同定量的產(chǎn)品中使用情況，以便以最經(jīng)濟的用量來得到最大的效果。以下數(shù)據(jù)采集于該機臺生產(chǎn)200 g/m2的掛面箱板紙，原材料及制漿的生產(chǎn)工藝和加入的化學(xué)品都相同，紙機網(wǎng)部的上網(wǎng)濃度和400 g/m2的上網(wǎng)濃度對比見表3。

表3 上網(wǎng)濃度對比

從表3中可以看出生產(chǎn)200 g/m2時，襯網(wǎng)、芯網(wǎng)和底網(wǎng)的上網(wǎng)濃度分別有所下降；最大不同點的是生產(chǎn)200 g/m2的產(chǎn)品車速提高了一倍。

5.2 低定量產(chǎn)品網(wǎng)下白水濃度及成紙強度指標(biāo)

網(wǎng)下白水濃度的采樣點和400 g/m2的產(chǎn)品位置相同，網(wǎng)下白水濃度的變化趨勢和400 g/m2的產(chǎn)品是一樣的，不同的是200 g/m2的產(chǎn)品干強劑用量到25 kg時，白水濃度還有下降的趨勢，強度指標(biāo)在使用20 kg時仍有明顯的上升；而且網(wǎng)面的成型狀態(tài)沒有出現(xiàn)異常，紙面的勻度還沒有受到影響。相關(guān)指標(biāo)的采集過程與400 g/m2的產(chǎn)品一樣，各指標(biāo)數(shù)據(jù)見表4。

表4 低定量產(chǎn)品網(wǎng)下白水濃度及成紙強度指標(biāo)

6 結(jié)束語

6.1 提高耐破度指標(biāo)

該機臺主要生產(chǎn)250 g/m2以上的中高定量產(chǎn)品，特別是高定量產(chǎn)品的耐破指標(biāo)一直達不到用戶的要求，采用干強劑來提高耐破度指標(biāo)的試用過程也較長時間，先后試用過兩種干強劑；即使是目前在正常使用的Lees? Ds 101干強劑，廠家也是對該產(chǎn)品進行多次調(diào)整后，在該機臺的使用才顯示出應(yīng)有的效果來。從表2中的耐破指標(biāo)和干強劑用量的關(guān)系來看，用量在15 kg/t左右耐破度提高比較明顯，提高的幅度在20%以上，這樣的耐破度能夠滿足用戶的要求，在成本方面也是比較經(jīng)濟的。在低定量的牛卡紙使用的實際情況看，耐破度也是隨著干強劑用量的提高而提高，但提高的幅度緩慢些，用量要達到25 kg/t左右才能有同比例的提高，而且對勻度沒有影響，而400 g/m2的產(chǎn)品干強劑用量在25 kg/t時就會影響到成型。

6.2 網(wǎng)下白水濃度降低

不論是高定量還是低定量產(chǎn)品，隨著干強劑用量的提高，網(wǎng)下白水濃度都是下降的趨勢。網(wǎng)下白水濃度的下降，就說明漿料中的細小纖維和填料流失得少，成紙的定量就增加，成本節(jié)約的同時也減少了白水中的污染物；高克重的產(chǎn)品在使用15 kg/t的干強劑后就下降不明顯了，但200 g/m2的產(chǎn)品用量在20 kg/t時仍有下降的趨勢；但有一個現(xiàn)象值的注意：低克重的產(chǎn)品其網(wǎng)下白水濃度都要比高克重的產(chǎn)品高。這與低克重產(chǎn)品的漿料叩解度較高以及上網(wǎng)漿料的濃度較低有直接的關(guān)系。

6.3 耐折度和環(huán)壓強度

隨著干強劑用量的增加，橫向耐折和縱向耐折的次數(shù)都有明顯的增加，400 g/m2的產(chǎn)品在干強劑用量到達15 kg/t后，橫向和縱向就開始增加得不明顯了；而200g/m2的產(chǎn)品用量在20 kg/t時仍增加的比較明顯。環(huán)壓強度的變化和耐折度一樣，隨著使用量的增加，環(huán)壓都增加的比較明顯，但高克重的產(chǎn)品在用量15 kg/t 以后增加環(huán)壓的幅度就不如低克重的產(chǎn)品了。

干強劑的用量在高克重和低克重產(chǎn)品中最佳的使用量是不一樣的，而且得到的效果也是有區(qū)別的；紙機的生產(chǎn)是一個復(fù)雜動態(tài)的、連續(xù)性的過程，相互影響變化的因素很多；每一項物理指標(biāo)都和打漿的情況、原材料及配比、設(shè)備情況、工藝流程、抄造環(huán)境等有密切的關(guān)系，在考量各化學(xué)品的使用情況的時要多次的試驗并持續(xù)地在生產(chǎn)過程中進行總結(jié)，才能有較客觀的結(jié)論。