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林熹，工程師，主要從事造紙工藝策劃與管理工作。提鍵要：主要敘述了45g/m2低定量膠印新聞紙的研發(fā)過程與所采取的主要工藝技術(shù)措施,并與日本王子公司、NPI公司的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量對比，針對存在的不足，提出了解決問題的措施。關(guān)鍵詞：45g/m2低定量膠印新聞紙；撕裂度；不透明度；研制；分析林熹國家有關(guān)部門制定的《紙業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)指南》確定了10種急需開發(fā)的紙張品種，其中45g/m2低定量膠印新聞紙列于首位。我公司于2000年9月開發(fā)成功，填補(bǔ)了我國低定量新聞紙的空白。　1研研制與生產(chǎn)1.1紙紙機(jī)林熹研制、生產(chǎn)45g/m2低定量膠印新聞紙是在我公司#5紙機(jī)上進(jìn)行的。該紙機(jī)從芬蘭Metso(原Valment)公司引進(jìn)，具有當(dāng)今世界最新技術(shù)裝備，最高車速1800m/min，幅寬5.6m，全封閉引紙，包括白水稀釋流漿箱、夾網(wǎng)成形器、靴型壓榨、單排烘缸、軟輥壓光等，由計(jì)算機(jī)全程控制生產(chǎn)工藝參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量，紙幅橫向定量均勻一致，填料及細(xì)小纖維分布均勻，兩面性小，紙頁松厚一致，完全能夠滿足抄造45g/m2紙及更低定量紙的生產(chǎn)需要。1.2主主要工藝技術(shù)條件林熹漿料配比TMP∶DIP∶GP∶BKP=46∶20∶16∶18；車速1400m/min，漿網(wǎng)速比1.06，漿料上網(wǎng)濃度1.02%～1.05%，流漿箱漿料pH值6.5～6.7，流漿箱唇口開度9.2mm；填料(400目滑石粉)用量50kg/t紙，染料(青蓮紫)用量50g/t紙；壓榨壓區(qū)壓力：一壓160kN/m，二壓800kN/m；軟壓光：一壓區(qū)溫度120℃，壓區(qū)壓力90kN/m，二壓區(qū)溫度120℃，壓區(qū)壓力100kN/m；一組干燥用汽76kPa；使用化學(xué)助劑，以改善網(wǎng)部助留效果，同時可有效增加紙頁的結(jié)合強(qiáng)度。1.3主漿料工藝調(diào)整林熹主要采取以下四項(xiàng)措施：(1)改變傳統(tǒng)的GP漿的生產(chǎn)工藝，變細(xì)磨為粗磨，加強(qiáng)和改進(jìn)篩選，改善纖維組分；(2)在DIP漿系統(tǒng)中穩(wěn)定加入約30%的雜志紙，提高DIP漿的白度和裂斷長；(3)完善化學(xué)漿打漿系統(tǒng)，采用錐形磨漿機(jī)2臺串聯(lián)磨漿，漿料濃度由原來的2.5%提高到3.5%～4.0%，打漿度穩(wěn)定在25～30°SR，裂斷長達(dá)到了5000m以上；(4)在清除有害樹脂障礙方面，使用美國EDT公司生產(chǎn)的生物酶，利用生物酶把甘油三酯(TG)水解成甘油和脂肪酸，并對脂肪酸進(jìn)行固定處理，既消除了樹脂障礙對造紙抄造過程的影響，又能使用新鮮馬尾松原木，進(jìn)一步提高了TMP和GP漿的質(zhì)量。　2品產(chǎn)品質(zhì)量分析林熹為了完善我公司生產(chǎn)的45g/m2低定量膠印新聞紙的產(chǎn)品質(zhì)量，現(xiàn)將用戶普遍滿意的日本王子公司、NPI公司的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果(也是我公司奮斗的目標(biāo))，與國家標(biāo)準(zhǔn)及我公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量檢測結(jié)果列于表1。表1新新聞紙質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果測試項(xiàng)目單位國家規(guī)定(優(yōu)等品)南紙日本王子日本NPI定量橫幅定量變異系數(shù)縱向裂斷長橫向撕裂度平滑度(正面/反面)亮度不透明度色調(diào) L*參考值 a*b*緊度同班次紙的色差塵埃度0.5～4.0mm2 不多于其中1.5～4.0mm2 不多于大于4.0mm2寬度偏差交貨水分卷筒接頭外觀紙病檢驗(yàn)結(jié)論g/m2%mmNs%%  　 g/cm3 個/m2　 　 mm%個/卷　45.0±5%≤2.5≥3900≥200≥32≥52.0≥86.0≥80-0.2～10.0＜10.0-≤2.5　644不許有±3.06.0～10.00無　44.7～45.10.453403807556.590.5～91.081.3-2.13.1-1.2　10001.08.80無合格45.7-475360583.0/78.658.093.082.6-0.64.20.66-　1200    合格44.7-513950738.8/45.155.894.581.00.063.60.61-　1000 　   合格備注：表面強(qiáng)度（蠟棒）：南紙正面#10，反面#9，厚度61.5μm，緊度0.72g/cm3；日本王子正面#10，反面#9；日本NPI正面#8，反面#10。林熹從表1看出，我公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)均超出國家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，與日本王子公司、NPI公司也無明顯差別，但是在橫向撕裂度與不透明度上尚有些差距。隨著紙頁定量的降低，紙頁的強(qiáng)度會隨其定量的降低呈線性關(guān)系下降，而不透明度的降低與定量的降低呈非線性關(guān)系，參看圖1、圖2。圖1 絕干紙定量與不透明度的關(guān)系圖2 絕干紙頁定量與撕裂度的關(guān)系林 如何從這二個關(guān)系中找出最佳控制點(diǎn)是我們改進(jìn)45g/m2紙及更低定量紙質(zhì)量的工作重點(diǎn)。下面是我們對撕裂度與不透明度的質(zhì)量分析。2.1對對撕裂度的質(zhì)量分析2.1.1對撕裂度對印刷過程的影響林熹目前，許多企業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)的造紙技術(shù)與設(shè)備，紙頁的縱向抗張力均能超過4500m以上，其抗張強(qiáng)度能適應(yīng)印刷過程中的強(qiáng)大張力，可是應(yīng)該指出的是：在高速輪轉(zhuǎn)印刷中，紙頁的動態(tài)強(qiáng)度比縱向抗張力更為主要。因?yàn)樵谟∷⑦\(yùn)行過程中，紙的牽引除了有縱向張力作用之外，還有橫向擺動、紙邊的拉伸張力和由此而產(chǎn)生的應(yīng)力集中，容易在紙的邊上裂口。例如，在膠印過程中紙幅的張力為0.1～0.2kN/m，而定量為45g/m2紙的裂斷長為1.5～2.0kN/m，即大10倍，但有時還要斷紙，這自然與印刷過程中操作不當(dāng)而產(chǎn)生不應(yīng)有的過大脈沖有關(guān)，但不能不說也與紙的撕裂強(qiáng)度有關(guān)，特別是現(xiàn)有高速輪轉(zhuǎn)膠印機(jī)的換紙卷都是在不停機(jī)、高速自動連續(xù)粘接中進(jìn)行，那對紙頁的撕裂度的要求就更為強(qiáng)烈。2.1.2對撕裂度影響因素分析林熹過去人們一致認(rèn)為：纖維長度是影響紙張撕裂度的主要因素，但現(xiàn)在更多的理論認(rèn)為：撕裂度對纖維強(qiáng)度的依賴性要遠(yuǎn)比對纖維長度的依賴性大。纖維結(jié)合力大的紙張，撕裂度主要取決于纖維強(qiáng)度的大小，只有在纖維結(jié)合力非常小的情況下，撕裂度才依賴于纖維長度。而撕裂能量主要來源于纖維斷裂時能量的釋放，而不是纖維結(jié)合力的破壞或纖維被拉出。在新聞紙生產(chǎn)過程中所使用的幾種主要纖維原料，由于其纖維本身的結(jié)構(gòu)不同，強(qiáng)度值也不同，那它對紙頁撕裂強(qiáng)度的影響也不盡相同，SBKP＞DIP＞TMP＞GP，見表2。圖3為不同纖維原料打漿度與撕裂度的關(guān)系。針葉木化學(xué)漿的撕裂度為闊葉木化學(xué)漿的2倍。CTMP漿的撕裂度位于闊葉木化學(xué)漿的范圍間。TMP對磨木漿的優(yōu)勢隨著打漿度的增加而變小。從表2、圖3可以看出：增加化學(xué)漿的比例，的確可使新聞紙的撕裂度有所提高，且方法簡單。可是會造成二點(diǎn)不利，第一是會降低紙頁的不透明度；第二更重要的是增加了紙的成本。要解決降低紙的定量后撕裂度與不透明度降低的問題，筆者認(rèn)為最有效的方法應(yīng)當(dāng)是從所使用的纖維原料中去尋求一種強(qiáng)度較大和不透明度較好的漿種，如DIP漿，以及優(yōu)化漿料配比，采用化學(xué)助劑與新型填料，才是解決低定量新聞紙質(zhì)量的根本出路。在生產(chǎn)操作過程中還應(yīng)注意撕裂度與緊度之間的關(guān)系，見圖4。由圖4可見，初始撕裂度隨緊度提高而增大，當(dāng)超過某一緊度值后，撕裂度值隨緊度的增大而急劇下降。除此之外，在生產(chǎn)過程中要注意調(diào)整漿網(wǎng)速比，縮小縱、橫向拉力比，也可以達(dá)到提高撕裂強(qiáng)度的作用。圖3 撕裂度與打漿度的關(guān)系 圖4 撕裂度與緊度的關(guān)系表2紙紙漿物理性能和光學(xué)性能名稱GPTMPDIPSBKP裂斷長 km撕裂指數(shù) mN·m2/g比散射系數(shù) m2/g白度 %2.02874051.03.06060053.03.57550053.04.019030060.5表3幾幾種填料的特性名稱折光指數(shù)比表面積m2/g白度%油墨吸收性mg/100g填料留著率%酸性中性UF白炭黑鈦白粉瓷土(高嶺土)滑石粉改性膨潤土1.651.4～1.52.551.551.552.5210～30100～20012～250.5～1.03～101.50～1.5397～9890～9898.580～9080～90＞100150～250200～30020～4030～6020～5062.6574736---542716---2.2提提高不透明度的方法新聞新聞紙的不透明度是決定透印的主要因素之一，特別是在生產(chǎn)更低定量的新聞紙時更顯如此。它主要取決于漿料的種類、填料與紙頁的成形結(jié)構(gòu)等。在以木材為主要原料的各種機(jī)械漿中，光散射系數(shù)大的漿料，不透明度就高，因而對漿料的選擇成了解決不透明度的第一首選。當(dāng)然也還必須注意調(diào)節(jié)好紙頁的白度，白度每增加5%，不透明度下降2%。其次，討論細(xì)小纖維對不透明度的影響，生產(chǎn)中可把細(xì)小纖維作為填料漿加入到漿料的配比中，能有效提高紙頁的不透明度。細(xì)小纖維組分的最大特點(diǎn)是光散射系數(shù)大，為126m2/kg，是中纖維組分(49m2/kg)的2倍多，是長纖維組分(32.7m2/kg)的3倍多。然而必須指出，在使用細(xì)小纖維作為填料漿時，一定要同時使用細(xì)小纖維助留劑。再次，對于填料，要選擇吸墨能力強(qiáng)的填料，阻止油墨向紙的厚度方向滲透。當(dāng)前可選用白炭黑和尿醛樹脂填料(UF)。他們不但白度高于瓷土和滑石粉，而且留著率也是很高的。也可選用如改性膨潤土+滑石粉之類的填料作為混合填料，既經(jīng)濟(jì)又可取得較好效果，見表3。采用UF及白炭黑作為填料，不僅能提高紙的不透明度和白度，還可以防止掉粉掉毛。在生產(chǎn)中要經(jīng)常測定漿料的Zeta電位，調(diào)整pH值或加入其它助劑使Zeta=0，則填料留著率可達(dá)最高值。此外，隨著新的特殊填料的出現(xiàn)，在使不透明度和白度增加的同時，不降低紙的原有強(qiáng)度。這為增加填料用量提高不透明度開辟了一條新的途徑。新聞另外，紙頁的調(diào)色，紙的顏色愈深，不透明度就會增加。降低紙的色純度2個單位，大約會增加不透明度1個單位。如選用雙網(wǎng)成形器、多層成形工藝、軟輥壓光機(jī)等都會提高紙頁的不透明度。　3品產(chǎn)品質(zhì)量評價與討論3.1關(guān)2001年3月，研制、開發(fā)的45g/m2低定量膠印新聞紙通過了國家級新產(chǎn)品技術(shù)鑒定。專家一致認(rèn)為：產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，屬國內(nèi)首創(chuàng)。在高速輪轉(zhuǎn)膠印機(jī)上試印彩色報紙獲得成功，文字清晰、圖片美觀，適印性好，不斷紙，不糊版，達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。3.2關(guān)隨著二期500t/d脫墨漿的投產(chǎn)，新聞紙的纖維組織將得到進(jìn)一步改善，產(chǎn)品會更具有市場競爭力。3.3關(guān)降低新聞紙定量是個雙贏項(xiàng)目。我公司可年產(chǎn)8.5萬噸45g/m2新聞紙，每噸45g/m2新聞紙比49g/m2新聞紙可多印3600份報紙，相當(dāng)于每年可多生產(chǎn)6800t新聞紙，年節(jié)約木材21000m3。做到社會效益與經(jīng)濟(jì)效益雙豐收?！酢⒖嘉墨I(xiàn)［1］國家輕工業(yè)局提出造紙急需開發(fā)的新品種.中華紙業(yè)，2001,(2)：60［2］紙和造紙，1993,(4)：38［3］中華紙業(yè)，2000,(2)：13～15