控制胶粘物沉积 维持纸机运行性

控制胶粘物沉积维持纸机运行性

许多由于疏水颗粒而引起的纸机运行性问题难以检测、监测和控制，例如涂布损纸中含有大量胶粘剂颗粒、回用废纸中含有树脂和胶粘物。其中，疏水颗粒的尺寸以及尺寸的增加是引起纸机运行性问题的最重要的因素。

纸机湿部体系中纤维和填料的浓度均低于1%，疏水颗粒在稀释水循环体系中自由移动，但由于水力作用疏水颗粒会聚集，当这些疏水颗粒聚集在纸机湿部，达到临界尺寸，较大的聚集物就开始在纸机沉积。

如果不采取控制措施，聚集物会导致纸机运行性差、成纸产生纸病问题，如成纸出现孔洞和斑点。在纸机水循环系统中可检测出尺寸≥15 μm的疏水颗粒聚集体，4个如此大的聚集体会导致厚度为60 μm的轻量涂布纸（LWC）纸页出现孔洞。

控制纸机湿部疏水颗粒的浓度和尺寸能够明显提升纸机的运行效率。当这些疏水颗粒尺寸得到控制，它们将黏附或沉积在纤维表面，这些有害物质将随纸页脱离抄纸流送系统，不再产生沉积问题。KemFlite理念可用于监测和减弱这些疏水物质的聚集。

1　KemFlite方法和原理

KemFlite最重要的过程测量工具是Flyto。该方法是基于改良的流式细胞术（MFCM），可用于测定制浆造纸工艺流程不同工段疏水颗粒的尺寸、数量及疏水性。

MFCM是利用光散射原理测定试样中颗粒的浓度和尺寸，测试中，流体中的前向散射和侧向散射结合颗粒的荧光性确定颗粒尺寸、表征各颗粒的特性。

与传统的湿部测试方法如浊度、阳离子需求量相比，Flyto可以在关键的流程部位包括白水和清滤液，提供更加广泛和详细的疏水颗粒特性分析，同时可以测定留着对聚集物的影响，从而更加深入地了解纸机的沉积问题。

Flyto既是一种过程分析仪器，也可用于产品筛选，可以为涂布损纸、树脂和胶粘物的沉积控制提供解决思路。图1所示为利用Flyto分析颗粒的种群和组成。

图1　利用Flyto方法分析颗粒的种群和组成

不同颗粒种群的特性，尤其是颗粒尺寸，在控制纸机沉积中至关重要。通过分析阳离子助剂如固着剂的加入对颗粒尺寸的影响，可以防止由于阳离子助剂的过量使用而引起的絮聚问题。

浊度是用于采取沉积控制措施最重要也是唯一的参数。控制措施通常会极大地降低浊度，其缺点是不能确切分析控制方法对颗粒尺寸的影响作用，因此不能确定这些疏水颗粒是否会固着或絮聚，如图2所示。

图2　浊度和颗粒尺寸与固着剂用量的关系

图2表明：随着固着剂的应用，浊度呈线性下降的趋势，颗粒尺寸维持不变；当固着剂用量进一步增加，浊度持续降低，但颗粒尺寸陡然增加，这是固着剂过量的临界点，这会极大地增加沉积的倾向。

2　Flyto案例分析

Flyto分析可用于多种木材树脂和涂布损纸的测定，为了控制短循环体系中疏水颗粒浓度、降低絮聚倾向，当颗粒尺寸较小时（絮聚之前），固着疏水颗粒显得尤为重要。

图3所示为3种不同的固着剂对涂布损纸滤液质量的影响。固着剂在涂布损纸浆塔之后、损纸浓缩浆池之前计量加入。

图3　不同的固着剂对涂布损纸滤液质量的影响

Fennofix K94具有较低的电荷密度，对涂布损纸浆滤液无絮聚作用。尽管具有较高的残余颗粒浓度，但是平均粒径较小。环氧氯丙烷-二甲胺（DMA-Epi）Fennofix 50虽能够明显地降低颗粒浓度（滤液中的颗粒含量较低），但是颗粒的平均粒径随着助剂用量的增加而增加。

作用效果最差的是对比固着剂混合物，可有效地降低颗粒浓度，但是会极大地增加颗粒尺寸。在短循环周期内，利用Flyto检测涂布损纸滤液的絮聚。

利用絮聚作用较差的固着剂替代对比固着剂混合物，损纸浆以及白水中疏水颗粒的絮聚作用明显减弱，成纸出现纸病的趋势降低。

3　AutoFlite在线测量系统

新开发的在线测量系统AutoFlite可用于监测不同过程水中出现聚集现象的风险，如损纸浆滤液、纸机白水体系。

AutoFlite测试结果与Flyto的实验数据及纸机运行性，包括成纸纸病率完全吻合。AutoFlite和Flyto的联合应用可以最快速度确定控制抄纸工艺沉积物的最优技术、最佳应用位置和作用率。图4所示为AutoFlite用于涂布损纸系统的示意图。

图4　利用AutoFlite监测涂布损纸生产线

4　结论

Flyto已应用于实验室的研究工作，可用于开发纸浆［如压力磨木浆（PGW）和漂白硫酸盐浆］和涂布损纸的最佳处理工艺，可降低木材树脂和白树脂沉积，也可用于测定这些工艺的作用效率。

Flyto分析是解决纸机运行性、成纸质量等问题的一种高效的工具。除实验室分析外，一种在线测量工具AutoFlite可监控LWC及非涂布纸种纸机沉积物控制剂的用量。

（杨扬编译）