滑石粉作为造纸填料在水松原纸中的应用

韩邦超 刘春亮 王洪伟

(牡丹江恒丰纸业股份有限公司，牡丹江 157013)

水松原纸是生产卷烟的重要材料之一，一般通过印前设计、印刷加工及印后处理等工序加工成水松纸，作用是将滤嘴和卷烟烟支卷接起来，属于特种工业用纸（见图1）。随着烟草行业的发展，市场竞争愈加激烈，对水松纸的质量要求也越来越高。其中，印品的印刷质量是重中之重。而对水松纸的印刷质量影响最大的是水松原纸的印刷适性[1]。

图1 水松纸效果图

水松原纸常用碳酸钙作为填料[2-3]。滑石粉也是国内应用较广泛的造纸填料，具有价格低廉、对成纸性能适应性高的特点，而且滑石粉细腻，化学性质不活泼，加入纸张中能提高成纸匀度、光滑度以及吸墨性能等，因此常用于高定量纸张。但是，由于其折射率低，很少用于薄页印刷纸中[4-5]。

本文采用滑石粉替代常规的碳酸钙作为填料用于水松原纸中，研究了其对水松原纸印刷适性及成纸指标的影响。

1 实验方案

1.1 抄纸实验

通常用目数表示滑石粉颗粒大小，在造纸行业中常用的是325目、425目、800目和1 250目。首先进行抄纸实验，根据物理指标和外观匀度选择最好的滑石粉目数，用于进行后续研究。

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，造纸功能性助剂按正常添加，加入量相同，灰分按照15%设计，成品定量按照34 g/m2设计实验用到的设备包括1 000 mL烧杯、天平、抄页器、干燥器。

1.2 机台中试

相同条件下，取优选后的滑石粉替代常规碳酸钙，保证其他参数不变，检测加入两种不同填料的成纸物理指标及外观匀度，进行对比分析。为便于比较，文中加入滑石粉的原纸定为A#样，加入碳酸钙的原纸定为B#样。

实验采用连续配浆的方式，填料分别在混合仓和短循环持续添加，真空系统及干燥过程根据实际情况调整，聚酯网目数为300目，其他助剂及纸机各部参数保持不变。

首先，加入碳酸钙作为填料，并将成纸定量设定为36 g/m2。由于碳酸钙作为填料已经是本单位的最优工艺，所以不再进行对比分析。两种填料可根据实际灰分变化情况适当增减，灰分设定为16%。纸机运行稳定后取样进行检测；然后，更换滑石粉作为填料，操作同上。为保证实验的准确性，实验过程中纸机各部全部使用清水，由于填料加入浆内，造纸过程中系统内浆料全部用掉需要一定时间，所以，更换滑石粉后纸机稳定运行2 h以上，待加入碳酸钙的浆料使用完毕后，再取样进行检测，保证检测设备、人员、环境完全相同。

1.3 印刷实验

取加入两种填料的水松原纸进行印刷实验，保证其他所有参数不变，验证两种原纸的印刷效果，进行对比分析。

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，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，采用两道印刷的方式。

对印刷效果评价采用评分方式：印刷效果由色泽均匀性、色泽饱满度、印刷溜平度组成。分别将印刷后的纸样与图2所示的评分标准对比，优于A样评为5分，在A样和B样之间评为4分，在B样和C样之间评为3分，较C样差评为2分。印刷效果评价结果取色泽均匀性、色泽饱满度和印刷溜平度的平均值。

对每个纸样分别取10张平行样进行对比，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。

图2 印刷效果评分标准

2 结果与分析

2.1 抄纸实验

所抄纸页的检测数据见表1。分析表1数据可知：在成纸定量相同的情况下，加入800目滑石粉的纸页松厚度、平滑度和不透明度最高，且纸面匀度状态最优，所以选用800目滑石粉进行后续对比分析。

2.2 机台中试

采用800目滑石粉作为填料时，对浆料中纤维的分析数据见图3和表2，打浆后的纤维形态见图4。不同浆料（针叶成浆、阔叶成浆、混合浆）的性能参数见表3。

表1 不同目数滑石粉对纸页物理性能的影响

图3 纤维匀整度

表2 纤维分析数据

表3 浆料组成及性能参数

图4 纤维形态

湿部分析数据见表4。A#样填料留着率和单程留着率高于B#样。成纸性能指标见表5。A#样的不透明度指标和纸面匀度均优于B#样。

表4 湿部分析数据

表5 成纸性能指标

2.3 印刷实验

印刷效果评价结果见图5。A#样的评分明显高于B#样，说明采用滑石粉作为水松原纸的填料，可以取得更好的印刷效果。

图5 印刷效果评价结果

3 结论

（1）在水松原纸中，使用滑石粉作为填料，纸面匀度、不透明度指标以及印刷效果均优于碳酸钙。

（2）在水松原纸中滑石粉的填料保留率优于碳酸钙，可节约生产成本。