韓邦超，劉春亮，紀(jì) 軍

（牡丹江恒豐紙業(yè)股份有限公司，黑龍江 牡丹江 157013）

羧甲基纖維素鈉在造紙行業(yè)中屬于新型助劑，加入填料中作穩(wěn)定劑，起增稠黏結(jié)作用，使紙張光澤鮮艷，改善紙張的印刷性能，增強(qiáng)紙張的韌性和耐磨性。用作漿內(nèi)添加劑，提高助留助濾效果，同時可提高紙張的干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度等指標(biāo)。

本文研究一種羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑在水松原紙中的應(yīng)用，驗證其對留著率、成紙指標(biāo)以及印刷適性的作用。

1 方案設(shè)計

本實驗采用實驗室小試及機(jī)臺中試2個過程驗證羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑在水松原紙中的應(yīng)用。羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑作為助留劑在漿內(nèi)添加，在相同條件下，與聚丙烯酰胺型助留劑作對比分析，驗證羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑在水松原紙中的使用效果。最后，分別取加入羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑的水松原紙與加入聚丙烯酰胺型助留劑的水松原紙進(jìn)行印刷實驗，在同等條件下驗證2種原紙的印刷效果。為方便起見，文中加入羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑的原紙定為A樣，加入聚丙烯酰胺型助留劑的原紙定為B樣。羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑加入量分別為0.1、0.15 和 0.2 kg/t（紙），試樣名稱分別為 A1、A2 和A3，陽離子淀粉加入量為11 kg/t（紙）；陽離子聚丙烯酰胺型穩(wěn)定劑加入量分別為0.1、0.15和0.2 kg/t（紙），試樣名稱分別為B1、B2和B3。

2 實驗室小試

為與生產(chǎn)實際盡量相符合，實驗過程中所使用的原輔料全部取自機(jī)臺，填料正常添加，加入量相同，灰分按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)16%設(shè)計，成品定量按照34 g/m2設(shè)計。

2.1 羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑的制備

羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑的濃度按照2%質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制，在容積為1 L的燒杯中加入300 mL水，使用自動攪拌器開始攪拌，然后加入23 g和水，穩(wěn)定劑中水分按照13%質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算，加入過程中要注意均勻分散加入，不可一次性加入，否則會出現(xiàn)果凍狀結(jié)塊，穩(wěn)定劑與水同時加入，以保證溶解性。穩(wěn)定劑加入完成后，補(bǔ)水至1 L，攪拌1 h，觀察溶液清澈、無任何藥點，說明穩(wěn)定劑全部溶解。

2.2 抄頁實驗

在同條件下，A樣和B樣各抄頁15張，檢測同一物理指標(biāo)時，確保A樣和B樣的成紙定量相同，以保證實驗的準(zhǔn)確性，漿料主要參數(shù)和混合漿纖維分析數(shù)據(jù)分別見表1和表2（表中的分析項目均按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)檢測）。

圖1 混合漿纖維的各種長度及其占比

表1 漿料主要參數(shù)

表2 混合漿纖維分析數(shù)據(jù)

為減小實驗誤差，抄頁過程由同一人完成，實驗環(huán)境相同，干燥器溫度和干燥時間均相同，抄頁得到成紙檢測數(shù)據(jù)見表3（表中的分析項目均按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)檢測）。

表3 抄頁成紙檢測數(shù)據(jù)

2.3 實驗室小試小結(jié)

（1）從抗張強(qiáng)度、挺度和表面強(qiáng)度指標(biāo)分析，指標(biāo)整體趨勢為：A1樣＜A2樣＜A3樣；B1樣＜B2樣＜B3樣；A1樣＞B1樣；A2樣＞B2樣；A3樣＞B3樣。這說明羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑和聚丙烯酰胺型助留劑加入量與成紙物理指標(biāo)成正相關(guān)。

（2）從紙面勻度狀態(tài)分析，A2樣和B2樣接近，紙面勻度狀態(tài)較好，其他紙樣勻度一般，A3樣和B3樣紙面均出現(xiàn)小洞眼。這說明羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑和聚丙烯酰胺型助留劑加入量過大均會對紙面造成負(fù)面影響。

3 機(jī)臺中試

基于實驗室小試結(jié)果，使用羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑替代聚丙烯酰胺型助留劑，在留著率和成紙指標(biāo)方面均有優(yōu)勢。為了驗證實驗室小試的準(zhǔn)確性以及驗證在實際生產(chǎn)運(yùn)行過程中的可行性，所以在機(jī)臺進(jìn)行中試。

3.1 機(jī)臺中試方案設(shè)計

定量設(shè)計為34 g/m2，在同條件下，首先使用聚丙烯酰胺型助留劑進(jìn)行生產(chǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定后，取樣進(jìn)行檢測分析；然后更換羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑，運(yùn)行過程中時刻觀察紙面狀態(tài)，是否出現(xiàn)洞眼等紙病，2 h后取樣進(jìn)行檢測分析。為保證實驗的準(zhǔn)確性，實驗過程中全部使用清水，除網(wǎng)部、干燥部等參數(shù)必須按照實際情況調(diào)整外，其他各部參數(shù)均保持不變。

3.2 中試過程

實驗過程中發(fā)現(xiàn)，加入羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑后，脫水明顯變慢，水線位置向后移動30 cm左右，為穩(wěn)定水線位置，刮水板由5塊增加到了6塊，刮水板角度重新優(yōu)化，加大了脫水強(qiáng)度。同時觀察紙面狀態(tài)和紙病在線系統(tǒng)跟蹤，未發(fā)現(xiàn)因加入羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑而出現(xiàn)的洞眼等紙病，紙面狀態(tài)良好，檢測數(shù)據(jù)見表4、圖2～4（表和圖中的分析項目均按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)檢測）。

4 機(jī)臺中試小結(jié)

（1）A樣填料留存率和單程留著率均優(yōu)于B樣，說明羧甲基纖維素鈉型助留劑助留助濾效果更好。

（2）從抗張強(qiáng)度、挺度和表面強(qiáng)度指標(biāo)分析，A樣均優(yōu)于B樣，說明羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑對成紙指標(biāo)的改善效果更好，與實驗室小試結(jié)果相同。

表4 濕部分析數(shù)據(jù)

圖2 中試的表面強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)

圖3 中試的抗張強(qiáng)度檢測數(shù)據(jù)

圖4 中試的挺度檢測數(shù)據(jù)

5 印刷實驗

水松紙的印刷屬于凹版印刷，印刷質(zhì)量與原紙、印刷設(shè)備、印刷機(jī)參數(shù)、版輥、油墨和印刷環(huán)境等因素密切相關(guān)，所以要保證除原紙外的所有變量均相同。分別取A樣和B樣紙輥各一個，在印刷機(jī)進(jìn)行印刷實驗，為保證印刷效果更貼近水松紙廠的生產(chǎn)情況，采用2道印刷的方式，實驗過程中使用同種油墨，保證油墨黏度相同。

（1）印刷效果的對比方式：取10張平行樣，在橫向的不同位置將紙樣切成A4大小，但要保證同組對比樣的橫向位置相同。

（2）印刷效果的評價方式：印刷效果由色澤均勻性、色澤飽滿度和印刷溜平度組成。優(yōu)于X樣評為5分，在X樣和Y樣之間評為4分，在Y樣和Z樣之間評為3分，較Z樣差評為2分，印刷效果評價取色澤均勻性、色澤飽滿度和印刷溜平度的平均值。圖5顯示了X樣、Y樣、Z樣和印刷評價結(jié)果。

圖5 印刷評價結(jié)果

6 結(jié)論

（1）在水松原紙生產(chǎn)過程中，羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑對系統(tǒng)的助留助濾效果和對成紙指標(biāo)的改善效果較好。

（2）在同等條件下，使用羧甲基纖維素鈉型穩(wěn)定劑的水松原紙印刷效果優(yōu)于使用聚丙烯酰胺型助留劑的水松原紙。

（3）羧甲基纖維素鈉型助留劑屬于新型造紙助劑，本文驗證了其在水松原紙中的應(yīng)用效果較好，各生產(chǎn)企業(yè)可根據(jù)自身實際情況進(jìn)行試用。