陈长兴
[福建优兰发集团(实业)有限公司, 福建 晋江 362221]
环保型复印纸的生产
陈长兴
[福建优兰发集团(实业)有限公司,福建晋江362221]
先介绍用30%以上办公废纸脱墨再生浆配抄环保型复印纸的质量标准。接着着重介绍生产设备、生产流程、生产工艺、生产控制及化学品控制等一些做法及经验。
环保型复印纸脱墨再生浆化机浆配抄化学品
造纸是资源消费型产业,而我国又是资源缺乏型的国家,特别是森林资源严重匮乏。为解决造纸与森林资源稀缺的矛盾,决定了我国造纸业的发展只能走循环经济的发展模式,也就是坚持走“资源→产品→再生资源→再生产品”的封闭式环形经济模式,从而达到少砍伐、高利用、低排放的可持续发展目标。
福建优兰发集团(实业)有限公司生产的环保型复印纸,就是用30%以上的废纸脱墨再生浆配抄而成。它的生产,有效地促进再生资源的充分利用,达到了经济持续发展和环境保护的双赢目标。
生产环保型复印纸原纸技术指标见表1。
表1 技术指标
日产150 t办公废纸脱墨再生浆生产线1条;
幅宽2 460 mm长网多缸文化用纸机及生产线1条。
4.1浆料配比
针叶木浆:15%;阔叶木浆:35%~50%;脱墨再生浆:30%~40%;化机浆:5%~10%。
其中针叶木浆、阔叶木浆、化机浆均为商品浆板,脱墨再生浆为自制办公废纸脱墨再生浆。各种浆质量指标要求见表2。
表2 浆种质量指标要求
4.2打浆工艺
针叶木浆:打浆浓度4.0%~4.5%,打浆叩解度37.0~40.0oSR,湿重4.5~5.5 g。
阔叶木浆、脱墨再生浆:打浆浓度4.5%~5.0%,打浆叩解度28.0~31.0oSR ,湿重2.5~3.0 g。
化机浆:疏解浓度4.5%~5.0%,确保无纤维束。
4.3造纸工艺
生产品种:70 g/m2环保型复印纸
纸机型号:2 460 mm长网多缸文化用纸机
车速:120~130 m/min
上网浓度:0.55%~0.80%
4.4填料及化学品用量
沉淀碳酸钙:90~100 kg/t纸;研磨碳酸钙:90~110 kg/t纸;荧光增白剂:5.0~8.0 kg/t纸;紫、兰色染料:0.20~0.30 kg/t纸; AKD: 12.0~15.0 kg/t纸;阳离子淀粉:6.0~10.0 kg/t纸;氧化淀粉:40.0~60.0kg/t纸;表面施胶剂:2.0~4.0 kg/t纸;PAM: 0.20~0.30 kg/t纸;消泡剂:0.5~1.0 kg/t纸;杀菌剂:0.10~0.20 kg/t纸。
5.1脱墨再生浆控制
5.1.1脱墨再生浆白度、尘埃度控制
(1)废纸分类管理。分类挑选白度较高、较为洁净的办公废纸作为环保型复印纸生产用废纸,再进行脱墨再生浆生产。
(2)脱墨方式选择。选择生物酶脱墨替代传统的化学脱墨的脱墨方式。利用生物酶脱墨的油墨适应性广,油墨与纤维分离彻底的特点,来降低脱墨浆中的油墨、尘埃,从而使脱墨浆的白度提高、尘埃度降低。
(3)浮选浓度调整。调低进入五级封闭式浮选脱墨槽浆的浓度(浓度调为1.0%~1.2%),增加浮选效果,最终获得含有较少残留油墨和较高白度的脱墨浆。
(4)漂白时间延长。适当延长高浓浆料在漂白塔的驻留时间,增强漂白效果,提高脱墨再生浆白度。
5.1.2脱墨再生浆胶黏物含量控制
胶黏物是废纸处理过程中最复杂、最困难的问题。它存在于脱墨再生浆和白水系统之中,易沉积粘附于纸机的网、毛毯、压辊、吸水箱、烘缸等表面,造成网、毛毯孔眼堵塞,脱水能力下降而被迫进行停机清洗;也常使纸张产生透光点或透明点,造成纸机断头,严重干扰生产的正常进行。应予以严加控制。
(1)原生胶黏物控制。加大废纸的人工拣选力度,尽量去除一些如书刊装订中的胶黏剂、压敏胶纸及热熔胶纸等含胶量较大的废纸,从源头上控制住胶黏物。采用较为温和的生物酶脱墨处理,碎解采用中、低温,使原生胶黏物不易软化、变小。并选择较小筛缝(缝隙宽度0.15 mm)的压力筛及除砂器来达到去除原生胶黏物的目的。
(2)热分散处理。利用高温、高浓纤维之间的强烈摩擦作用,使粘在废纸纤维上的热熔物在机械作用下与纤维分开,并分散成微小颗粒,均匀地分散在纤维中间,不对纸张生产造成危害,纸机抄造过程中的胶黏物障碍问题得到极大缓解,浆料质量得到提高。
(3)次生胶黏物控制。利用滑石粉具有亲油的性质,可吸附系统中憎水性的胶黏物,降低胶黏物粒子的表面能,使其失去特有的黏性,从而抑制胶黏物的粘附、聚结和沉积。因此在贮浆池加入一定量的超细滑石粉,用来包裹浆料中的胶黏物,达到钝化其黏性的目的,进而减少其在设备上的沉积。
(4)系统处理。由于胶黏物分散在纸浆悬浮液中并被固定在纤维表面,为防止其在循环用水系统中的积累,减少胶黏物在纸机网部和压榨部设备表面及浆池内壁的沉积,应净化纸机抄造系统。方法是在抄造系统中添加胶黏物控制剂,以提高纸机运行效率和白水封闭循环使用程度以及纸张质量。
5.2打浆控制
采用分开打浆的方式打浆。针叶木浆具有纤维长、强韧、打浆切断难的特征,宜采用重刀快打的方法。阔叶木浆、脱墨再生浆纤维短,打浆时必须尽量使之分丝帚化而减少切断,以产生良好的细纤维化,宜采用轻刀慢打方式。化机浆因其比较硬挺,若与阔叶浆等混合打浆,将首先受到打浆能量的作用,使纸页结构比较紧密,对松厚度及挺度降低非常明显,宜尽可能单独疏解。因此对化机浆一般应摒弃现有的打浆设备和工艺,使用大锥度疏解机对化机浆进行处理,避免纤维的帚化和切断,仅对浆料进行分散疏解,确保化机浆纤维均匀分布,没有纤维束。
5.3抄纸控制
5.3.1干燥部调整
为提高干燥效率,改善成纸的平整性,将烘缸部原使用的干毯更换为干网,在纸页湿度较大的1组烘缸和3组烘缸使用扁平丝干网,提高干网的支撑面积,避免形成网痕,其他部位使用平织圆丝干网。更换干网后纸张的平整性明显提高,不再因放置过久或吸湿而形成风泡,产品质量大大提高。
5.3.2压光机调整
为保证成纸具有较高的厚度,将压光机压力尽量降低,为此需要将压光机辊子重新进行研磨,降低辊子中高,确保纸张横幅厚度的一致性。
5.3.3静电处理
在纸张静电的处理上,将纸机后烘的最后两个缸设置为冷缸,注入循环冷水,控制缸面出纸表面温度在50℃以下,在压光机后安装静电消除器。在切纸车间、包装车间使用蒸汽进行加湿,使用除湿机进行除湿,稳定控制空间湿度在45%~55%之间,有效地解决了纸张带静电的问题。
5.3.4原纸处置
为了减少纸卷在车间暂存时的回潮问题,对下机的纸卷使用塑料薄膜进行包覆。为了减少纸面附着的纸粉、纸毛,使用质量好、硬度高的切纸圆刀,在切纸机上安装吸风管,避免了纸粉、纸毛在纸面上的附着。
5.4化学品控制
在环保型复印纸生产过程中,由于脱墨再生浆和化机浆的配抄使用,同时又面临白水系统长期封闭循环等情况。为满足纸张的质量要求,愈来愈多地在生产中添加造纸化学品。
5.4.1荧光增白剂
脱墨再生浆和化机浆的加入配抄,对环保型复印纸白度下降的影响较大。特别是在以前国内复印纸市场普遍追求高白度的情况下,只能用大量的荧光增白剂来增白,甚至使用大量的荧光增白剂尚难达到白度要求,只好放弃环保型复印纸的生产。好在国标GB/T 24999―2010《纸和纸板 亮度(白度)最高限量》已经实施,复印纸白度最高限量为95%,改变复印纸市场盲目追求高白度的现象。为环保型复印纸生产和销售带来福音,生产中荧光增白剂可以少加,甚至不加,大大降低生产成本,增加利润。据相关研究表明:阅读时纸张白度太高,眩光发生机会增加,易使眼睛疲劳,不利健康阅读。环保型复印纸白度适中,在紫、兰色染料调节下颜色柔和,特别适合阅读用纸。
加入量:荧光增白剂为5.0~8.0 kg/t纸;紫、兰色染料为0.20~0.30 kg/t纸。加入点选择在冲浆池。
5.4.2碳酸钙填料
碳酸钙作为造纸填料加入环保型复印纸的生产中,不仅能替代部分造纸纤维,降低生产成本,还可以提高纸张的平滑度,改善纸张印刷性能,使纸质手感细腻舒适、字迹清晰。但是加填过多的纸页,物理强度下降,施胶度降低,掉粉掉毛现象增加。因此填料加入量也不宜过多,要控制在一定范围。
加入量:沉淀碳酸钙为90~100 kg/t纸;研磨碳酸钙为90~110 kg/t纸。选择在高位箱加入。
5.4.3AKD中性施胶剂
中性抄造已成为抄纸发展的必然趋势,它的最大好处是可以用廉价碳酸钙作填料。环保型复印纸生产采用AKD中性施胶剂与阳离子淀粉和PAM双元助留工艺,它既能提高细小纤维、填料的留着率,又能保证AKD的留着。
加入量:阳离子淀粉为6.0~10.0 kg/t纸;AKD为10.0~12.0 kg/t纸; PAM为0.20~0.30 kg/t纸。加入点:阳离子淀粉在配浆池加入;AKD由冲浆池加入;PAM在旋翼筛后加入。
5.4.4氧化淀粉
脱墨再生浆及化机浆配抄和高填料的使用,给纸张性能带来的损失,可通过表面施胶来加以改善;同时还可提高纸张的表面强度和抗水性。可先将表面施胶机前的两个烘缸的温度提高到90℃以上,控制出纸水分在7.0%~8.0%之间,使纸张具有良好的吸收性,同时选择使用黏度较低的氧化淀粉(黏度:4.5~8.5 mPa·s),将上胶浓度提升到5.5%~6.0%,并改善胶料的流动性,使挂胶量增加,保障成纸性能。
在氧化淀粉和表面施胶剂配制的表面施胶液中添加2.0~3.0 kg/t纸的AKD,可以在维持纸张施胶度的前提下,明显减少浆内施胶用量;可以使纸张表面滑腻,减小纸页间的摩擦,纸张手感更好,避免复印时带纸;也有利于生产成本控制。
加入量:氧化淀粉为40.0~60.0 kg/t纸;表面施胶剂为2.0~4.0 kg/t纸;AKD为2.0~3.0 kg/t纸。全都加入在表面施胶机。
5.4.5消泡剂
由于脱墨再生浆的使用,系统易出现泡沫,引起断纸或纸上有孔斑等纸病。大量泡沫在白水中产生,就需加大污水排量并不断补充新鲜水,将造成纤维流失、水的浪费及污染等问题。选择加入消泡剂来消泡。
加入量:消泡剂为0.5~1.0 kg/t纸。在冲浆池以计量泵泵入。
5.4.6杀菌剂
由于添加的淀粉将随着白水回用到生产的整个系统中。淀粉又是有机物,是细菌生长极好的营养品,极易使细菌在纸浆中大量繁殖,形成腐浆。腐浆的产生对纸张抄造带来极大危害,因此需加以防范。一般使用杀菌剂等方法对系统进行杀菌处理,来减轻腐浆的产生。同时,加强对抄造系统的清洗力度。
加入量:杀菌剂为0.10~0.20 kg/t纸。在配浆池定时加入。
利用废纸再生资源配抄生产的环保型复印纸,是循环经济下的产物。它使废纸得以充分利用,减少对森林砍伐,保护环境;同时,也使生产成本大大降低。可见环保型复印纸生产有着广阔的发展前景和强大的发展优势。