一种羧甲基纤维素钠型稳定剂在水松原纸中的应用

韩邦超，刘春亮，纪 军

（牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江 牡丹江 157013）

羧甲基纤维素钠在造纸行业中属于新型助剂，加入填料中作稳定剂，起增稠黏结作用，使纸张光泽鲜艳，改善纸张的印刷性能，增强纸张的韧性和耐磨性。用作浆内添加剂，提高助留助滤效果，同时可提高纸张的干强度和湿强度等指标。

本文研究一种羧甲基纤维素钠型稳定剂在水松原纸中的应用，验证其对留着率、成纸指标以及印刷适性的作用。

1 方案设计

本实验采用实验室小试及机台中试2个过程验证羧甲基纤维素钠型稳定剂在水松原纸中的应用。羧甲基纤维素钠型稳定剂作为助留剂在浆内添加，在相同条件下，与聚丙烯酰胺型助留剂作对比分析，验证羧甲基纤维素钠型稳定剂在水松原纸中的使用效果。最后，分别取加入羧甲基纤维素钠型稳定剂的水松原纸与加入聚丙烯酰胺型助留剂的水松原纸进行印刷实验，在同等条件下验证2种原纸的印刷效果。为方便起见，文中加入羧甲基纤维素钠型稳定剂的原纸定为A样，加入聚丙烯酰胺型助留剂的原纸定为B样。羧甲基纤维素钠型稳定剂加入量分别为0.1、0.15 和 0.2 kg/t（纸），试样名称分别为 A1、A2 和A3，阳离子淀粉加入量为11 kg/t（纸）；阳离子聚丙烯酰胺型稳定剂加入量分别为0.1、0.15和0.2 kg/t（纸），试样名称分别为B1、B2和B3。

2 实验室小试

为与生产实际尽量相符合，实验过程中所使用的原辅料全部取自机台，填料正常添加，加入量相同，灰分按照质量分数16%设计，成品定量按照34 g/m2设计。

2.1 羧甲基纤维素钠型稳定剂的制备

羧甲基纤维素钠型稳定剂的浓度按照2%质量分数控制，在容积为1 L的烧杯中加入300 mL水，使用自动搅拌器开始搅拌，然后加入23 g和水，稳定剂中水分按照13%质量分数计算，加入过程中要注意均匀分散加入，不可一次性加入，否则会出现果冻状结块，稳定剂与水同时加入，以保证溶解性。稳定剂加入完成后，补水至1 L，搅拌1 h，观察溶液清澈、无任何药点，说明稳定剂全部溶解。

2.2 抄页实验

在同条件下，A样和B样各抄页15张，检测同一物理指标时，确保A样和B样的成纸定量相同，以保证实验的准确性，浆料主要参数和混合浆纤维分析数据分别见表1和表2（表中的分析项目均按相关国家标准检测）。

图1 混合浆纤维的各种长度及其占比

表1 浆料主要参数

表2 混合浆纤维分析数据

为减小实验误差，抄页过程由同一人完成，实验环境相同，干燥器温度和干燥时间均相同，抄页得到成纸检测数据见表3（表中的分析项目均按相关国家标准检测）。

表3 抄页成纸检测数据

2.3 实验室小试小结

（1）从抗张强度、挺度和表面强度指标分析，指标整体趋势为：A1样＜A2样＜A3样；B1样＜B2样＜B3样；A1样＞B1样；A2样＞B2样；A3样＞B3样。这说明羧甲基纤维素钠型稳定剂和聚丙烯酰胺型助留剂加入量与成纸物理指标成正相关。

（2）从纸面匀度状态分析，A2样和B2样接近，纸面匀度状态较好，其他纸样匀度一般，A3样和B3样纸面均出现小洞眼。这说明羧甲基纤维素钠型稳定剂和聚丙烯酰胺型助留剂加入量过大均会对纸面造成负面影响。

3 机台中试

基于实验室小试结果，使用羧甲基纤维素钠型稳定剂替代聚丙烯酰胺型助留剂，在留着率和成纸指标方面均有优势。为了验证实验室小试的准确性以及验证在实际生产运行过程中的可行性，所以在机台进行中试。

3.1 机台中试方案设计

定量设计为34 g/m2，在同条件下，首先使用聚丙烯酰胺型助留剂进行生产，运行稳定后，取样进行检测分析；然后更换羧甲基纤维素钠型稳定剂，运行过程中时刻观察纸面状态，是否出现洞眼等纸病，2 h后取样进行检测分析。为保证实验的准确性，实验过程中全部使用清水，除网部、干燥部等参数必须按照实际情况调整外，其他各部参数均保持不变。

3.2 中试过程

实验过程中发现，加入羧甲基纤维素钠型稳定剂后，脱水明显变慢，水线位置向后移动30 cm左右，为稳定水线位置，刮水板由5块增加到了6块，刮水板角度重新优化，加大了脱水强度。同时观察纸面状态和纸病在线系统跟踪，未发现因加入羧甲基纤维素钠型稳定剂而出现的洞眼等纸病，纸面状态良好，检测数据见表4、图2～4（表和图中的分析项目均按相关国家标准检测）。

4 机台中试小结

（1）A样填料留存率和单程留着率均优于B样，说明羧甲基纤维素钠型助留剂助留助滤效果更好。

（2）从抗张强度、挺度和表面强度指标分析，A样均优于B样，说明羧甲基纤维素钠型稳定剂对成纸指标的改善效果更好，与实验室小试结果相同。

表4 湿部分析数据

图2 中试的表面强度检测数据

图3 中试的抗张强度检测数据

图4 中试的挺度检测数据

5 印刷实验

水松纸的印刷属于凹版印刷，印刷质量与原纸、印刷设备、印刷机参数、版辊、油墨和印刷环境等因素密切相关，所以要保证除原纸外的所有变量均相同。分别取A样和B样纸辊各一个，在印刷机进行印刷实验，为保证印刷效果更贴近水松纸厂的生产情况，采用2道印刷的方式，实验过程中使用同种油墨，保证油墨黏度相同。

（1）印刷效果的对比方式：取10张平行样，在横向的不同位置将纸样切成A4大小，但要保证同组对比样的横向位置相同。

（2）印刷效果的评价方式：印刷效果由色泽均匀性、色泽饱满度和印刷溜平度组成。优于X样评为5分，在X样和Y样之间评为4分，在Y样和Z样之间评为3分，较Z样差评为2分，印刷效果评价取色泽均匀性、色泽饱满度和印刷溜平度的平均值。图5显示了X样、Y样、Z样和印刷评价结果。

图5 印刷评价结果

6 结论

（1）在水松原纸生产过程中，羧甲基纤维素钠型稳定剂对系统的助留助滤效果和对成纸指标的改善效果较好。

（2）在同等条件下，使用羧甲基纤维素钠型稳定剂的水松原纸印刷效果优于使用聚丙烯酰胺型助留剂的水松原纸。

（3）羧甲基纤维素钠型助留剂属于新型造纸助剂，本文验证了其在水松原纸中的应用效果较好，各生产企业可根据自身实际情况进行试用。