王篤澤

（濟(jì)南賽沃貿(mào)易有限公司， 山東 濟(jì)南 250002）

性能卓越的造紙化學(xué)品對(duì)造紙技術(shù)進(jìn)步的促進(jìn)作用

王篤澤

（濟(jì)南賽沃貿(mào)易有限公司， 山東 濟(jì)南 250002）

最近10年，中國(guó)造紙工業(yè)的發(fā)展非?？欤瑩?jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)，截止到2012年底中國(guó)紙和紙板總產(chǎn)量達(dá)到10 250萬t，躍居世界首位。在此發(fā)展期間，我國(guó)的造紙新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)、新材料的應(yīng)用和開發(fā)取得了非常喜人的進(jìn)步?；仡櫤涂偨Y(jié)了性能卓越的造紙化學(xué)品的試驗(yàn)、推廣和應(yīng)用，以及其對(duì)推動(dòng)造紙技術(shù)進(jìn)步的影響，同時(shí)列舉幾個(gè)典型的性能卓越的化學(xué)品的開發(fā)和應(yīng)用的例證，來表述其對(duì)中國(guó)造紙技術(shù)進(jìn)步的事實(shí)。

工業(yè) 造紙化學(xué)品 造紙 技術(shù)進(jìn)步

1 性能卓越的造紙化學(xué)品對(duì)造紙技術(shù)進(jìn)步的促進(jìn)

根據(jù)最近10年的國(guó)內(nèi)造紙技術(shù)發(fā)展的經(jīng)歷，認(rèn)為中國(guó)造紙技術(shù)進(jìn)步除了依賴國(guó)家的好政策、新的技術(shù)裝備、新的工藝應(yīng)用，新性能的化學(xué)品材料也是非常重要的。

一個(gè)最明顯的例子是涂布紙的發(fā)展與高性能重質(zhì)碳酸鈣漿料的關(guān)系：

2003年全國(guó)紙和紙板總產(chǎn)量為4 300 萬t，其中涂布紙產(chǎn)量為240 萬t；2012年全國(guó)紙和紙板總產(chǎn)量為10 250 萬t，其中涂布紙產(chǎn)量為780 萬t。

涂布紙涂料的顏料中的重質(zhì)碳酸鈣（GCC），10年前用于面涂的GCC還主要是90級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)（即粒徑分布中小于2μm的比例不小于90%），這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)際固含量的指標(biāo)小于72%，黏度也在500 mPa·s 左右； 在這樣的標(biāo)準(zhǔn)下，涂布紙面涂配方中，高檔瓷土的比例不小于50%，GCC不高于50%，而且涂料固含量往往小于62%。對(duì)于高固含量（75%）、窄粒徑分布（95級(jí)以上）、低黏度（小于300 mPa·s)的高級(jí)GCC漿鈣也只有國(guó)際上著名的Omya和 Imerys 等少數(shù)專業(yè)公司能夠提供，而且價(jià)格也頗高。在當(dāng)時(shí)沒有被廣泛使用。

目前國(guó)內(nèi)涂布紙生產(chǎn)中，面涂涂布配方中顏料70%以上比例是GCC，而且面涂的GCC已經(jīng)普遍使用98級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)（即粒徑分布中小于2μm的比例不小于98%）。GCC漿鈣的固含量高達(dá)76%，黏度小于350 mPa·s, 1 h黏度差小于150 mPa·s. 涂布機(jī)速度更快，涂料固含量高達(dá)70%；等等。

GCC漿鈣質(zhì)量的大幅度提高，極大地幫助了涂布涂料配方的優(yōu)化，涂布工藝的進(jìn)步，涂布紙質(zhì)量的提高。

高質(zhì)量的GCC漿鈣的生產(chǎn)，得益于新的研磨設(shè)備的引進(jìn)，卓越性能的化學(xué)品引進(jìn)和應(yīng)用，并通過不斷提高和完善的試驗(yàn)摸索，國(guó)內(nèi)多個(gè)大型企業(yè)已經(jīng)能夠成功地生產(chǎn)多種級(jí)別的高性能的GCC漿料。

對(duì)于高性能的GCC漿鈣的濕法研磨生產(chǎn)工藝，除了高性能的研磨設(shè)備、自動(dòng)化的過程控制系統(tǒng)外還必須借助進(jìn)口高端分散劑來進(jìn)行。如日本San Nopco的前端添加分散劑 SN-Dispersant 54和后端添加分散劑 Nopcal LX-7合理搭配使用，成功地生產(chǎn)了超細(xì)粒徑、窄粒徑分布、高固含量、低黏度、低黏度差的高性能的GCC漿鈣。在此基礎(chǔ)上，某些大型涂布紙機(jī)完全實(shí)現(xiàn)了面涂顏料100%全部使用GCC（無瓷土配方），涂布固含量可以高達(dá)70%，而產(chǎn)品質(zhì)量得以大大提高，生產(chǎn)成本也大大降低。

近幾年的反復(fù)對(duì)比試驗(yàn)（見表1）證明：高性能的分散劑，尤其是高性能、高技術(shù)含量的后端分散劑對(duì)于濕法研磨超細(xì)粒徑、高固含量、低黏度、高性能、低黏度差的GCC漿鈣是必需的關(guān)鍵的因素。

高性能分散劑的引進(jìn)和使用、高性能的GCC漿鈣的普及應(yīng)用，也大大地推進(jìn)了國(guó)內(nèi)涂布紙技術(shù)的進(jìn)步。

表1 以前和當(dāng)今不同等級(jí)的GCC漿鈣的指標(biāo)比較

如此類似的例證的造紙化學(xué)品還很多，諸如：法國(guó)Coatex 公司的Rheocoat 102 可以提高涂布的涂料固含量，降低黏度，提高涂布機(jī)的速度等；

2 技術(shù)支持是性能卓越的造紙化學(xué)品應(yīng)用推廣的關(guān)鍵

國(guó)外進(jìn)口的性能卓越的造紙化學(xué)品得以很好地推廣，主要也得益于其細(xì)致周到的、專業(yè)性的技術(shù)支持。國(guó)外產(chǎn)品的性能特點(diǎn)突出，其應(yīng)用有針對(duì)性，而且其技術(shù)團(tuán)隊(duì)提供的技術(shù)服務(wù)也具有非常強(qiáng)的專業(yè)性。

通常地，進(jìn)口的造紙化學(xué)品的價(jià)格較高，但是其附帶的技術(shù)服務(wù)是免費(fèi)的，而且是高附加值的，并且提供某個(gè)技術(shù)項(xiàng)目的合作，客戶會(huì)同時(shí)獲得一些先進(jìn)的技術(shù)理念，以及相關(guān)的對(duì)問題的分析、解決的方法。對(duì)于不同的客戶現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，供應(yīng)商的技術(shù)團(tuán)隊(duì)均會(huì)根據(jù)提供的化學(xué)品的性能，結(jié)合客戶的使用要求、設(shè)備和工藝現(xiàn)狀等提出技術(shù)應(yīng)用建議書或方案，并往往會(huì)參與客戶的中試試驗(yàn)，與客戶一起總結(jié)并優(yōu)化使用工藝，等等；

通過多次的同類別的國(guó)內(nèi)、國(guó)外造紙化學(xué)品的試驗(yàn)比較，以及國(guó)外技術(shù)團(tuán)隊(duì)的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持，國(guó)內(nèi)客戶大多接受了一個(gè)理念：“性價(jià)比”，而不是單單的“產(chǎn)品單價(jià)”。在這個(gè)理念下，高性能的產(chǎn)品也得以能維持高價(jià)格的生存空間。同時(shí)，這也促進(jìn)了客戶的產(chǎn)品質(zhì)量的升級(jí)、高附加值產(chǎn)品市場(chǎng)的開拓以及企業(yè)效益的提高。

例證1：杜邦鈦白粉（Ti-Pure Rutile R796+）用作高檔裝飾原紙的填料。它具有高的顏料白度；色相的穩(wěn)定性能；窄的粒徑分布；在包膜處理上既考慮到了適于水相中的潤(rùn)濕分散性能，有兼顧了高端裝飾原紙要求的耐候性能；重要的是它還針對(duì)造紙濕端添加的pH值范圍，控制包膜后的粒子的等電位點(diǎn)，這樣就有利于該型號(hào)的鈦白粉的留著率的提高（這一點(diǎn)上，體現(xiàn)了杜邦的專業(yè)性）；等等。因此在客戶使用該產(chǎn)品時(shí)，可以指導(dǎo)客戶在分散方法、加添位置、濕端pH值等方面，指導(dǎo)客戶調(diào)整，可以幫助用戶在鈦白粉助留、紙頁勻度、成本控制等方面提供有價(jià)值的專業(yè)化的技術(shù)支持。

在2002年以前，國(guó)內(nèi)高端裝飾原紙市場(chǎng)絕對(duì)由歐洲的廠商控制，如特西諾采(Technocel)、阿爾諾維根斯(Arjo-Wiggins)、明仕克(Munksjo)等，但在2003年之后，杜邦專用于裝飾原紙的鈦白粉在中國(guó)推廣之后，國(guó)內(nèi)有數(shù)家紙廠依靠使用杜邦鈦白粉(Ti-Pure Rutile R796+ ）完全能生產(chǎn)與國(guó)外相同品質(zhì)的高端裝飾原紙。目前，在中國(guó)高端裝飾原紙市場(chǎng)上，中國(guó)品牌已經(jīng)占據(jù)90%以上的市場(chǎng)份額。

例證2：旭硝子劑（AG-E060）用于食品級(jí)紙（卡）開發(fā)和生產(chǎn)。

在2000年以前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)紙用的劑大多是硬脂酸和石蠟混合熬制的，但由于該產(chǎn)品不符合食品級(jí)的要求，因此從嚴(yán)格意義上來講，生產(chǎn)的防油紙不能用于食品級(jí)的包裝。自2002年之后，國(guó)外供應(yīng)商的食品級(jí)含氟的劑被引進(jìn)到國(guó)內(nèi)，但大多是八碳型，隨著人民生活的提高和技術(shù)的進(jìn)步，后來發(fā)現(xiàn)八碳型含氟的劑中含有PFOA（全氟辛酸），屬于非常難于降解的物質(zhì)，并被發(fā)現(xiàn)有可能致癌的危險(xiǎn)。根據(jù)市場(chǎng)的要求，供應(yīng)商開發(fā)了不含PFOA的六碳性的含氟劑。由于八碳型含氟劑與六碳型含氟劑的性能有變化，因此藉此用于防油紙的生產(chǎn)時(shí)，相應(yīng)的工藝條件必須進(jìn)行調(diào)整。如旭硝子株式會(huì)社生產(chǎn)的六碳型含氟劑AG-E060，具有弱陽離子性、不含PFOA、符合FDA認(rèn)證、良好的防油和防水性能。

在生產(chǎn)食品級(jí)紙時(shí)，旭硝子的技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合劑的產(chǎn)品特性、客戶的生產(chǎn)線的實(shí)際情況、原紙、配伍的表面施膠淀粉等等，首先會(huì)在試驗(yàn)室進(jìn)行多個(gè)配方的試驗(yàn)，并不斷進(jìn)行優(yōu)化，從中篩選和提出合適的技術(shù)方案，以及使用時(shí)的注意事項(xiàng)，供客戶參考或注意。如使用旭硝子AGE060劑生產(chǎn)40 gsm的紙時(shí)，旭硝子會(huì)建議原紙的Cobb值的范圍；配伍淀粉的離子型最好為陽離子或若陰離子，以確保不與防油劑產(chǎn)生絮凝現(xiàn)象；淀粉漿液的pH值范圍要求；添加位置注意事項(xiàng)；干燥溫度等提供技術(shù)支持。這些能幫助用戶少走彎路，節(jié)省成本等。對(duì)于生產(chǎn)涂布卡的客戶，旭硝子的技術(shù)團(tuán)隊(duì)也根據(jù)客戶的生產(chǎn)設(shè)備狀況，對(duì)客戶的原紙Cobb值的范圍、表面施膠淀粉的施涂、與劑配伍的涂布淀粉的離子性和pH值范圍、涂布量的控制、干燥溫度的控制、劑的添加等等提出技術(shù)方案和要求。

通過與國(guó)內(nèi)多個(gè)紙廠的合作，這些紙廠已經(jīng)能夠生產(chǎn)出滿足FDA、BfR等要求的紙、卡等包裝材料，用于食品級(jí)的食物包裝，銷往國(guó)內(nèi)和國(guó)外市場(chǎng)。該類的防油包裝紙或紙卡，完全取代進(jìn)口的相同性能的產(chǎn)品。

3 新性能的造紙化學(xué)品的研發(fā)與市場(chǎng)需求相結(jié)合

（1）對(duì)于新性能的造紙化學(xué)品的研發(fā)的目的或是適應(yīng)市場(chǎng)的需要、或是引導(dǎo)市場(chǎng)的發(fā)展。

某些新產(chǎn)品的開發(fā)主要來自下游客戶的需求，也就是生產(chǎn)商根據(jù)其下游客戶的產(chǎn)品使用性能的要求，需要對(duì)其產(chǎn)品的性能做一種保證，而這種保證就需要相應(yīng)的功能性的造紙化學(xué)品來完成。這種是適應(yīng)市場(chǎng)需求的開發(fā)情況。

例證1：彩噴紙或耗材：由于這類彩噴紙或耗材的油墨是陰離子性的，所以在生產(chǎn)這類彩噴耗材（紙）時(shí)，涂布的面層涂料是陽離子性。這完全與傳統(tǒng)的涂布印刷紙涂料的陰離子性體系不同。

對(duì)于陽離子性的涂布顏料的分散問題，尤其是納米級(jí)的氣相二氧化硅等分散問題，則需要陽離子型或非離子型的分散劑或流變性改進(jìn)劑，為此：

法國(guó)Coatex公司根據(jù)此要求開發(fā)了非離子型的分散劑Topsperse JX A 和流變性改進(jìn)劑Rheocoat J40。

德國(guó)CTP公司也為此開發(fā)了能與陽離子體系配伍的OBA（熒光增白劑）。

日本明成化學(xué)株式會(huì)社也為此開發(fā)了高性能的顏料分散體HB-35，等具有改善油墨吸收量、提高色密度和顏色鮮艷度、防止油墨滲透等性能。

目前，依靠進(jìn)口的性能卓越的化工助劑等，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成多家數(shù)碼材料專業(yè)公司并生產(chǎn)彩噴耗材，產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到或超過國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，其中有相當(dāng)部分出口到國(guó)外市場(chǎng)。對(duì)于彩噴涂布加工的基材，已經(jīng)不僅僅依靠原紙，還根據(jù)用途開發(fā)了無紡布、滌棉、化纖布等基材，市場(chǎng)潛力非常之大。

（2）某些新產(chǎn)品具有某個(gè)或某些特異的功能或性能，可以適合于開發(fā)新的用途的產(chǎn)品市場(chǎng)。這種是開拓和引導(dǎo)市場(chǎng)需求的情況。

例證1：芬蘭Huber公司生產(chǎn)的硅鋁復(fù)鹽顏料，牌號(hào)為Zeolex 123。鑒于它由于具有白度高、松絮外形、耐UV等性能的特點(diǎn)，可以用于生產(chǎn)高檔裝飾原紙，部分取代價(jià)格昂貴的金紅石型鈦白粉。

經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)證明，該硅鋁復(fù)鹽顏料不但能克服鈦白粉的擁擠效應(yīng)、減少鈦白粉的用量、降低成本，還能有利于鈦白粉的顆粒助留。通過總鈦白粉用量的10%比例的取代，可以完全達(dá)到要求的相同的干/濕遮蓋度和耐候性等；而且鈦白粉的留著率也有一定程度的提高。已在歐洲和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家正常使用并大量推廣。

例證2：杜邦大豆蛋白聚合物，牌號(hào)Sobind Balance LVL。鑒于該產(chǎn)品的膠液具有非常高的粘結(jié)力，有耐濕耐高溫的特點(diǎn)，并結(jié)合高檔紗管紙芯的要求，杜邦大豆蛋白聚合物公司開發(fā)了使用Sobind Balance LVL為主要成分，搭配其他功能化學(xué)成分的用于生產(chǎn)高檔紗管紙芯的專用膠水。經(jīng)過各大寶塔管的生產(chǎn)廠應(yīng)用，并經(jīng)高速紡紗機(jī)使用，證明使用此大豆蛋白聚合物制成的寶塔管不但具有同心度高、硬度好、耐高溫蒸、適于高速紡機(jī)的要求。 另外，利用相同配方制成的膠水，也能適用于化纖芯管的制備。據(jù)了解，該高檔芯管，目前仍需要從國(guó)外進(jìn)口。國(guó)內(nèi)的技術(shù)開發(fā)已經(jīng)取得很大的進(jìn)展。

4 對(duì)性能卓越的新的造紙化學(xué)品的開發(fā)建議和期待

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，隨著人們生活水平的提高、應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步、新市場(chǎng)發(fā)展的需要，對(duì)于新型的性能卓越的化學(xué)品的需求也不斷增加。建議對(duì)于新的造紙化學(xué)品的開發(fā)，要緊密結(jié)合市場(chǎng)的需求。一種新的化學(xué)品的成功開發(fā)和成功應(yīng)用，或?qū)?duì)某一類紙種帶來革新性的發(fā)展。

目前造紙生產(chǎn)技術(shù)問題上尚有很多難題待解，尤其對(duì)新的性能卓越的造紙化學(xué)品的開發(fā)非常期待，下面列出了突出的幾個(gè)產(chǎn)品，比如：

（1）楊克紙機(jī)生產(chǎn)線就急迫需要一種高效的光澤劑：鑒于楊克紙機(jī)機(jī)型大多沒有配備表面施涂設(shè)備，而利用該機(jī)型主要生產(chǎn)單面光的 紙種，但是單面光紙的光澤度還達(dá)不到客戶或市場(chǎng)的要求，或單面光澤度越高產(chǎn)品附加值更高的情況。對(duì)于高光澤度單面光紙的表面，要求應(yīng)有一種看似涂蠟?zāi)さ母杏X，而且印刷質(zhì)量非常逼真和高檔次。若能開發(fā)成功此類化學(xué)品，或?qū)⒋蟠筇岣邍?guó)內(nèi)眾多的楊克紙機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量，以及開拓高光澤單面光紙的應(yīng)用范圍。

（2）適合于靜電復(fù)印紙種生產(chǎn)的挺度改善劑：通過市場(chǎng)調(diào)研，我國(guó)絕大多數(shù)紙廠生產(chǎn)的靜電復(fù)印紙普遍存在的質(zhì)量問題就是挺度差、平滑度差、印刷質(zhì)量差。這些差距也導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)紙的價(jià)格比進(jìn)口知名品牌（如Double A)的價(jià)格約低3 000 元/t。據(jù)了解，雖然曾有多個(gè)化學(xué)品供應(yīng)商對(duì)此領(lǐng)域進(jìn)行開發(fā)和努力，但是至今尚未獲得突破或進(jìn)展。若能開發(fā)成功此類化學(xué)品，通過表面施膠等方式應(yīng)用，改善或提高靜電復(fù)印紙的質(zhì)量，尤其在挺度等指標(biāo)方面達(dá)到國(guó)外進(jìn)口的同類紙的質(zhì)量水平，則或?qū)⒋蟠髱椭鷩?guó)內(nèi)諸多同類紙種的質(zhì)量的提高，增加其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及市場(chǎng)占有率。

5 結(jié)束語

（1）造紙技術(shù)的進(jìn)步與造紙化學(xué)品的進(jìn)步是與影相隨的。性能卓越的造紙化學(xué)品的開發(fā)和應(yīng)用能促進(jìn)造紙技術(shù)的進(jìn)步和升級(jí)，同樣，造紙工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，也會(huì)促使為其服務(wù)的造紙化學(xué)品不斷地淘汰舊品和推出新品。這種同步的發(fā)展永無止境。

（2）放眼整個(gè)造紙行業(yè)的各個(gè)不同的領(lǐng)域，需要很多性能更加卓越的造紙化學(xué)品來滿足其不斷革新和發(fā)展，同時(shí)也需要相應(yīng)的更加先進(jìn)的技術(shù)和服務(wù)來保證新產(chǎn)品的順利開發(fā)和成功應(yīng)用。