紙張施膠和表面增強一體化技術(shù)的應(yīng)用

齊云洹 丁雪峰 王慧霞 張 楊

(河南漯河銀鴿實業(yè)投資股份有限公司，河南漯河，462000)

傳統(tǒng)的中性施膠一般采用漿內(nèi)添加AKD或ASA施膠劑，需要采用計量泵或螺桿泵計量加入，就AKD而言，在漿內(nèi)加入有一些缺點:①漿料中的松香及樹脂等附著AKD形成顆粒留著于紙張表面，經(jīng)烘缸和壓光機后容易形成透明點和半透明點［1］。②AKD施膠存在施膠滯后現(xiàn)象［2］，生產(chǎn)的紙張下機后，在常溫下需要放置幾天才能完全發(fā)揮施膠效果。③AKD水解產(chǎn)物棕櫚酮會堵塞毛毯孔眼，使毛毯表面板結(jié)，降低濾水效果，縮短毛毯壽命。④AKD的加入點一般均在高位箱或穩(wěn)漿箱，需要工人有較高的責(zé)任心來關(guān)注施膠劑的流量，如出現(xiàn)斷流就會造成質(zhì)量事故，增加了勞動強度。⑤漿內(nèi)施膠需要通過造紙機的流送系統(tǒng)，會有一部分施膠劑隨白水流失，造成施膠劑浪費和成本的提高。

紙張表面增強一般采用涂布的方式，通常采用涂布淀粉來增加印刷表面強度和挺度，為了達到更高的強度，還會在淀粉中加入苯丙類施膠劑［3］、乙二醛或改性的乙二醛、聚乙烯醇等高分子聚合物來提高成膜性和紙張的印刷表面強度。王進等人［4-5］利用合成施膠劑研究了施膠的增強作用原理和優(yōu)點:①合成施膠劑作用于紙張表面，與纖維上的羥基反應(yīng)，使水性膠黏劑不易滲透到紙內(nèi)，而在表面產(chǎn)生有效覆蓋層，達到表面增強作用。②合成施膠劑與纖維羥基反應(yīng)，產(chǎn)生印刷油墨不能滲透的表面，提高紙張的印刷光澤度。③一體化施膠劑使纖維之間的連接更加緊密，印刷表面強度得到提高，印刷時不容易掉粉掉毛。

本文介紹了紙張施膠和表面增強一體化施膠劑的實驗室實驗和中試生產(chǎn)，直接在造紙機表面施膠系統(tǒng)上一次完成施膠和表面增強，可以解決上述諸多問題，以供同行參考。

1 實驗室實驗

1.1 實驗原料

原紙:取自造紙機上沒有使用AKD、表面淀粉膠及表面增強劑的紙樣。

氧化淀粉，山東恒瑞化工有限公司;一體化施膠劑，山東萬有化工有限公司。

圖1 實驗結(jié)果

表1 生產(chǎn)試驗方案和結(jié)果

1.2 實驗方法與結(jié)果

自制淀粉膠中加入一體化施膠劑。采用FA-202D全數(shù)控涂膜機，刮棒型號OSP-50 μm，進行模擬涂布，淀粉液濃度10%，涂布量計算結(jié)果約55 kg/t紙，一體化施膠劑不同用量下實驗結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以看出，隨著一體化施膠劑用量的增加，紙張Cobb值降低，印刷表面強度提高，當(dāng)一體化施膠劑用量為6 kg/t紙時，Cobb值和印刷表面強度變化趨勢減緩。因此，由實驗結(jié)果確定一體化施膠劑最佳用量為6 kg/t紙，按照現(xiàn)行價格計算，噸紙施膠成本節(jié)約29.5元 (AKD成本)+42.25元 (表面增強劑成本) －35.5元 (一體化施膠劑成本)=36.25元，具有經(jīng)濟效益，建議投入中試生產(chǎn)。

2 中試生產(chǎn)

2.1 造紙機條件

2640長網(wǎng)多缸造紙機，表面施膠機為斜列式浸泡施膠機;生產(chǎn)78 g/m2膠版印刷紙，車速530 m/min，上網(wǎng)濃度0.8% ～1.0%，白水pH值7.0～8.0，干燥最高溫度90～95℃;漿料配比:針葉木漿20%，商品葦漿25%，自制草漿55%。

生產(chǎn)過程中紙張關(guān)鍵控制指標:Cobb值29～35 g/m2，印刷表面強度≥100 cm/s。

2.2 試驗原料及方案的確定

氧化淀粉，山東恒瑞化工有限公司;一體化施膠劑，山東萬有化工有限公司;表面增強劑7311，浙江傳化化工有限公司;AKD(固含量15%)，漯河天馬化工有限公司。

試驗方案:采用計量泵方式加入到施膠機供膠管道，確保一體化施膠劑在進入兩施膠輥之前與淀粉膠混合均勻。

取成品紙張 (傳統(tǒng)的采用AKD施膠、表面增強劑增強的紙張)作為對比紙樣，與采用一體化施膠劑的紙樣進行對比。

試驗時一體化施膠劑按4 kg/t紙?zhí)砑?，在保證原紙各項指標合格的情況下調(diào)整原來采用的表面增強劑和漿內(nèi)施膠AKD的用量，待第1輥紙下機后，檢測成紙Cobb值，調(diào)整AKD和表面增強劑用量。待第2輥紙下機后，檢測Cobb值、印刷表面強度等，逐步適當(dāng)調(diào)整一體化施膠劑用量，以達到規(guī)定的要求。

3 試驗結(jié)果和討論

生產(chǎn)試驗方案和結(jié)果如表1所示。生產(chǎn)成本核算如表2所示。

表2 生產(chǎn)成本

(1)從表1可以看出，采用一體化施膠劑前紙張Cobb值為29 g/m2，印刷表面強度為100 cm/s，而采用一體化施膠劑之后，以一體化施膠劑替代部分表面增強劑 (第1輥)，紙張Cobb值減小，印刷表面強度提高，說明一體化施膠劑對紙張的Cobb值和印刷表面強度有改善。

(2)在第2～7輥中逐漸增加一體化施膠劑的用量，適當(dāng)減少AKD的用量，紙張Cobb值有所變化，當(dāng)一體化施膠劑用量為6.0 kg/t紙、AKD的用量為2 kg/t紙時，Cobb值為27 g/m2。一體化施膠劑取代漿內(nèi)的AKD施膠和表面增強劑，當(dāng)其用量為6.5 kg/t紙時，紙張的Cobb值30 g/m2，印刷表面強度115 cm/s，滿足規(guī)定的要求。

(3)由表2可以看出，采用一體化施膠劑的噸紙生產(chǎn)成本節(jié)約29.5元 (AKD成本)+42.25元(表面增強劑成本) －38.47元 (一體化施膠劑成本)=33.28元。噸紙化學(xué)品用量減少10.0 kg+5.0 kg－6.5 kg=8.5 kg。

4 使用建議

一體化施膠劑中含有大量羥基、胺基及疏水基團，加入硫酸鋁之后會使高分子產(chǎn)生絮聚而影響一體化施膠劑的成膜性能，進而降低紙張局部滲透時間，影響施膠和增強效果。故在一些除了要控制紙張Cobb值，還要控制滲透時間的紙種中應(yīng)用時，要求表面淀粉膠料中少加或不加硫酸鋁，以免影響施膠效果。

5 結(jié)論

在生產(chǎn)膠版印刷紙中，采用一體化施膠劑替代傳統(tǒng)的AKD漿內(nèi)施膠和表面增強，取得了一定的經(jīng)濟效益。5.1 經(jīng)過初步計算，施膠成本節(jié)約33.28元/t紙，噸紙化學(xué)品的用量減少了約8.5 kg，具有可觀的經(jīng)濟效益。5.2 生產(chǎn)試驗表明，一體化施膠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漿內(nèi)施膠和表面增強是可行的，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，一體化施膠劑完全替代AKD施膠和表面增強劑，用量6.5 kg/t紙時，紙張Cobb值30 g/m2，印刷表面強度115 cm/s，滿足規(guī)定的要求。

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