復合礦物纖維在涂布白紙板芯層加填的應用實踐

王子靖

摘要： 在涂布白紙板芯層生產中添加復合礦物纖維，當復合礦物纖維加填量為5%時，可使網下白水濃度降低14.7%，芯層上漿閥門開度、漿料流量均下降，節省了漿料用量;紙板內結合強度提高37.4 J/m2，橫向挺度降低15.7%，縱向挺度降低16.9%。在客戶對紙板指標可接受的條件下，使用復合礦物纖維適度加填，涂布白紙板生產成本每噸紙板降低45～60元。

關鍵詞：涂布白紙板;復合礦物纖維;非植物纖維;加填

中圖分類號：TS722? 文獻標識碼：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

復合礦物纖維是一種由硅灰石等礦物粉體材料進行復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，屬于無機纖維，適用于造紙中性、酸性等多種漿內施膠環境，不會造成環境污染等問題[1-2]。本試驗主要是通過在涂布白紙板生產中在芯層添加復合礦物纖維，在紙機上評估復合礦物纖維的加填量和對紙板指標及生產成本的影響。

1 加填工藝

試驗紙機為多層疊網長網紙機，為面、芯、底三層系統，生產涂布白紙板，酸性系統施膠。由于系統為酸性施膠，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。

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

使用復合礦物纖維加填時，需要注意以下幾點。

（1）復合礦物纖維為粉狀，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）復合礦物纖維使用清水進行分散，要盡可能不用或少用含細小纖維、陰離子垃圾等雜質較多的白水。

（3）復合礦物纖維添加點為芯層壓力篩后，由分散罐轉移至供料罐時，使用旋振篩過濾，有效除雜，避免結塊、雜物等進入抄造系統造成紙病。

（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

生產涂布白紙板定量為200 g/㎡，在芯層進行加填復合礦物纖維試驗。

2.1 原料

XYZY-KW-01型復合礦物纖維，細度150目，通過率≥95%，白度≥68%，水分≤13%，粉狀，無明顯的結塊及大顆粒黑點等。

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

漿內施膠劑：硫酸鋁調整系統呈弱酸性，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%針葉木化學漿+30%闊葉木化學漿+30%闊葉木機械漿+30%損紙漿。滑石粉，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]在實驗室小試和上機中試試驗發現，復合礦物纖維較佳加填量為5%～8%。復合礦物纖維在使用過程中，按照與芯層絕干漿比例進行加填，逐漸調整加填量，從0～10%分階段逐步提高加填量。

2.3 上機中試

中試過程發現，當芯層中復合礦物纖維加填量為3%時，紙板指標和灰分開始發生變化，芯層網下白水濃度開始降低;當復合礦物纖維加填量為5%時，網下白水濃度降至最低，紙機運行無異常，添加效果明顯;當復合礦物纖維加填量超過6%時，紙機運行變化較小。

當芯層中復合礦物纖維加填量超過8%時，出現芯層成形網和頂網粘漿等情況，即使加大高壓水洗滌，粘漿問題仍反復出現，在降低復合礦物纖維加填量后，問題得以解決。中試結果表明，復合礦物纖維加填量為5%時，紙板性能較好。

3 數據分析

3.1 工藝參數對比

芯層加填5%復合礦物纖維的涂布白紙板生產線與未加填涂布白紙板生產線中，芯層上網漿料、首程留著率和網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下降趨勢，節省了漿料用量。

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

3.2 紙板指標對比

芯層加填5%復合礦物纖維的涂布白紙板與未加填涂布白紙板物理指標對比分析見表2。由表2可以看出，芯層加填5%復合礦物纖維的涂布白紙板與未加填涂布白紙板相比，紙板內結合強度提高37.4 J/m2，增加29.7%，細小纖維留著率的增加有利于增強內結合強度。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，根據纖維原料配比，生產成本每噸約降低45～60元。

4 結 論

通過對比芯層加填復合礦物纖維涂布白紙板與未加填涂布白紙板的生產數據，分析復合礦物纖維的最佳加填量和對紙板指標的影響。

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

4.2 芯層加填5%復合礦物纖維時，涂布白紙板內結合強度提高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量條件下，在涂布白紙板中適量加填復合礦物纖維，可以有效地提高首程留著率和紙板灰分，節省纖維原料，涂布白紙板生產成本每噸可降低45～60元。

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（責任編輯：董鳳霞）