ASA施胶剂在水松原纸中的应用

王云丰，刘春亮，危阳阳

（牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江 牡丹江 157013）

烯基琥珀酸酐（ASA）是一种无矾土施胶系统的新型中性施胶剂，其反应能力很强，能在极短的时间内完成施胶。ASA施胶的纸幅到达施胶压榨时已具有较高的施胶度，干燥后可达到最大施胶度的90%，施胶作用稳定，在纸辊下机时基本已完成施胶过程，施胶度衰减小，产品质量稳定。

水松原纸是生产卷烟的重要材料之一，通过印前设计、印刷加工及印后处理等工序加工而成。水松原纸的作用是将滤嘴和卷烟烟支卷接起来，属于特种工业用纸。所以，水松原纸要具有良好的印刷适性、强度和稳定的吸收性能。

本文研究采用ASA替代AKD进行浆内施胶，通过实验室小试、机台中试以及烟厂卷接实验共同验证其施胶效果。

1 方案设计

（1）首先进行实验室小试，分别使用AKD和ASA进行抄纸实验，吸水性设计为30 g/m2，比较2种助剂的加入量情况。为方便起见，将加入AKD和ASA的纸样分别定为A样和B样，抄纸完成后，将使用2种不同施胶剂的纸样在同等环境下、分别放置10 min、30 min、1 h、2 h、5 h、10 h 以及 24 h、然后检测2种纸样放置不同时间的吸水性情况，比较2种纸样的施胶稳定性。

（2）根据实验室小试结果，在机台进行中试实验，操作同上，同条件下进行对比分析。

（3）取加入2种不同助剂的纸辊模仿水松纸厂进行印刷实验，比较2种纸样的印刷效果；将印刷后的纸样送至烟厂进行卷接实验，比较2种纸样的卷接效果。

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15%设计，成品定量按照35 g/m2设计。由于ASA使用前需要进行乳化反应，当前国内常用的乳化剂为阳离子淀粉，而阳离子淀粉也是水松原纸生产过程中常用的增强剂，所以本实验使用阳离子淀粉作为增强剂，增强剂和助留剂正常添加。

2.1 抄纸实验

首先设计成纸吸水性为（30±1）g/m2不变，分别加入助剂AKD和ASA，以吸水性为主，调整2种助剂的加入量，直至指标合格为止，比较同样吸水性条件下AKD和ASA的加入量，在相同条件下，A样和B样各抄纸30张，一是为保证实验数据的准确性，二是为后续施胶稳定性的验证试验留样，实验数据见表1。

表1 抄纸实验有关数据

2.2 验证施胶稳定性

将A样和B样在相同条件下分别放置10 min、30 min、1 h（60 min）、2 h（120 min）、5 h（300 min）、10 h（600 min）和 24 h（1 440 min），检测不同放置时间的成纸纸样吸水性，结果见图1。

图1 纸样吸水性随时间的变化趋势

2.3 实验室小结

（1）由表1分析得出，同等施胶度的情况下，AKD加入量高于ASA；

（2）由图1分析得出：AKD施胶速度较慢，随着时间的推移，施胶度逐渐增加，待AKD施胶作用完全后，再随着时间的推移，施胶度又出现衰减的情况；ASA施胶速度较快，并相对稳定，基本未出现施胶衰减的情况。

3 机台中试

基于实验室小试结果，使用AKD施胶吸水性指标波动较大，施胶度存在衰减的情况，使用ASA施胶吸水性指标波动较小，基本无衰减，而且同等施胶度的条件下AKD用量较ASA高。为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。中试仍然采用阳离子淀粉作为ASA的乳化剂。由于在生产线进行中试，所以要考虑系统的清洁，碳酸钙能与ASA的水解产物形成憎水性钙盐，其不溶于水，会形成沉淀黏附在上浆管道、流浆箱内壁等位置，导致系统污染。所以提前要在ASA乳液中加入1 kg/t（硫酸铝），使ASA水解的二元酸与铝离子形成铝盐，没有机会和碳酸钙发生反应，保证系统清洁。

表2、表3和图2分别显示了浆料主要参数、混合浆纤维分析数据和混合浆纤维的各种长度及其占比（表和图中的分析项目均按相关行业标准检测）。

表2 浆料主要参数

表3 混合浆纤维分析数据

图2 混合浆纤维的各种长度及其占比

3.1 机台中试方案设计

定量设计为 35 g/m2，吸水性设计值为（30±1）g/m2，增强剂和助留剂正常添加，在同条件下，首先使用AKD进行生产，运行稳定后，取样进行检测分析，待加入AKD的浆料拖干净后，更换ASA，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，机台各部参数均保持不变。

3.2 ASA和AKD的加入方式

AKD和ASA乳液的加入方式相同，加入位置在压力筛之后，均采用连续添加的方式。

3.3 中试过程

实验过程中观察纸面状态和纸病在线系统跟踪，未发现因加入ASA而出现洞眼等纸病，纸面状态良好。检测数据分别见表4、表5和图3（表和图中的分析项目均按相关国家标准检测）。

3.4 机台中试小结

（1）由表5分析得出，同等施胶度的情况下，AKD加入量高于ASA，与实验室小试结果相同。

（2）由图3分析得出：AKD施胶速度较慢，随着时间的推移，施胶度逐渐增加，待AKD施胶作用完全后，再随着时间的推移，施胶度又出现衰减的情况；ASA施胶速度较快，并相对稳定，基本未出现施胶衰减的情况，与实验室小试结果相同。

4 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、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，用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。

（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。

表4 湿部分析数据

表5 中试有关实验数据

图3 纸样吸水性随时间的变化趋势

（2）印刷效果的评价方式：印刷效果包括色泽均匀性、色泽饱满度和印刷溜平度。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。X样、Y样、Z样及印刷评价结果如图4所示。

图4 印刷评价结果

由图4可见，在同等条件下，使用ASA施胶的水松原纸印刷效果略优于使用AKD施胶的水松原纸，说明ASA对印刷效果有帮助。

5 结论

（1）在水松原纸生产过程中，使用ASA施胶效果稳定，衰减小；使用AKD施胶稳定性差，且衰减大；但AKD施胶简单，容易操作，而ASA施胶需要提前进行乳化反应，并且需要加入硫酸铝，避免污染系统，操作相对复杂。所以，各生产企业需要根据实际情况选择适合的施胶剂。

（2）在同等条件下，使用ASA施胶的水松原纸印刷效果略优于使用AKD施胶的水松原纸，说明ASA对印刷效果有帮助。