复合矿物纤维在涂布白纸板芯层加填的应用实践

王子靖

摘要： 在涂布白纸板芯层生产中添加复合矿物纤维，当复合矿物纤维加填量为5%时，可使网下白水浓度降低14.7%，芯层上浆阀门开度、浆料流量均下降，节省了浆料用量;纸板内结合强度提高37.4 J/m2，横向挺度降低15.7%，纵向挺度降低16.9%。在客户对纸板指标可接受的条件下，使用复合矿物纤维适度加填，涂布白纸板生产成本每吨纸板降低45～60元。

关键词：涂布白纸板;复合矿物纤维;非植物纤维;加填

中圖分类号：TS722  文献标识码：A

DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2019.09.013

Abstract： Composite mineral fibers were used as filler adding in the core layer of coated white board. When the dosage of composite mineral fibers was 5%， the concentration of white water under the forming wire decreased by 14.7%， the opening of stock valve and stock flow of the core layer decreased， and the pulp consumption was saved. The internal bonding strength of the board increased by 37.4 J/m2， the CD stiffness and the MD stiffness decreased by 15.7% and 16.9% respectively . Under the acceptable condition of paper property， the production cost of coated white board could be reduced by RMB 45～60 per ton by using composite mineral fibers as filler.

Key words： coated white board;composite mineral fibers; non-plant fibers; filling

复合矿物纤维是一种由硅灰石等矿物粉体材料进行复合改性制备而成的造纸专用矿物纤维，是非植物纤维中的一种，属于无机纤维，适用于造纸中性、酸性等多种浆内施胶环境，不会造成环境污染等问题[1-2]。本试验主要是通过在涂布白纸板生产中在芯层添加复合矿物纤维，在纸机上评估复合矿物纤维的加填量和对纸板指标及生产成本的影响。

1 加填工艺

试验纸机为多层叠网长网纸机，为面、芯、底三层系统，生产涂布白纸板，酸性系统施胶。由于系统为酸性施胶，芯层若加填碳酸钙易造成填料溶解[3]，加填滑石粉则会有首程留着率低、纸张灰分不易提升等问题。

涂布白纸板生产中，芯层所用原料为阔叶木机械浆和来自纸机及后完成工段损纸，浆料相对复杂[4-5]，首程留着率低。芯层加填位置为流送系统芯层压力筛后，复合矿物纤维加填工艺流程见图1。

使用复合矿物纤维加填时，需要注意以下几点。

（1）复合矿物纤维为粉状，采用编织包装袋包装、每袋1 t，需要行车吊装;需分散稀释备料。

（2）复合矿物纤维使用清水进行分散，要尽可能不用或少用含细小纤维、阴离子垃圾等杂质较多的白水。

（3）复合矿物纤维添加点为芯层压力筛后，由分散罐转移至供料罐时，使用旋振筛过滤，有效除杂，避免结块、杂物等进入抄造系统造成纸病。

（4）提料泵、供料泵前均加有低压温水管，用于泵和管道停用时进行冲洗，可以有效避免长时间停用造成管道沉积、堵塞等。

2 加填试验

生产涂布白纸板定量为200 g/㎡，在芯层进行加填复合矿物纤维试验。

2.1 原料

XYZY-KW-01型复合矿物纤维，细度150目，通过率≥95%，白度≥68%，水分≤13%，粉状，无明显的结块及大颗粒黑点等。

助留助滤剂：阳离子聚丙烯酰胺（CPAM），添加量220～380 mg/kg绝干浆。

浆内施胶剂：硫酸铝调整系统呈弱酸性，pH值为6.5～7.0;分散松香胶，添加量4～8 kg/t绝干浆。

2.2 方案制定

芯层纤维比例：10%针叶木化学浆+30%阔叶木化学浆+30%阔叶木机械浆+30%损纸浆。滑石粉，325目，加填量8%。

表面施胶涂布：背面淀粉施胶+正面3道涂布（底涂、中涂和面涂）。

周锐[6]、杨江红等人[7]在实验室小试和上机中试试验发现，复合矿物纤维较佳加填量为5%～8%。复合矿物纤维在使用过程中，按照与芯层绝干浆比例进行加填，逐渐调整加填量，从0～10%分阶段逐步提高加填量。

2.3 上机中试

中试过程发现，当芯层中复合矿物纤维加填量为3%时，纸板指标和灰分开始发生变化，芯层网下白水浓度开始降低;当复合矿物纤维加填量为5%时，网下白水浓度降至最低，纸机运行无异常，添加效果明显;当复合矿物纤维加填量超过6%时，纸机运行变化较小。

当芯层中复合矿物纤维加填量超过8%时，出现芯层成形网和顶网粘浆等情况，即使加大高压水洗涤，粘浆问题仍反复出现，在降低复合矿物纤维加填量后，问题得以解决。中试结果表明，复合矿物纤维加填量为5%时，纸板性能较好。

3 数据分析

3.1 工艺参数对比

芯层加填5%复合矿物纤维的涂布白纸板生产线与未加填涂布白纸板生产线中，芯层上网浆料、首程留着率和网下白水浓度等检测对比值见表1。

由表1可以看出，芯层加填复合矿物纤维时，芯层上浆阀门开度、浆料流量均较未加填时呈现下降趋势，节省了浆料用量。

芯层加填复合矿物纤维时，芯层上网浆料首程留着率提升1.9个百分点，网下白水浓度下降0.021个百分点，降幅14.7%，填料及细小纤维留着效果明显，细小纤维和灰分等流失减少。

3.2 纸板指标对比

芯层加填5%复合矿物纤维的涂布白纸板与未加填涂布白纸板物理指标对比分析见表2。由表2可以看出，芯层加填5%复合矿物纤维的涂布白纸板与未加填涂布白纸板相比，纸板内结合强度提高37.4 J/m2，增加29.7%，细小纤维留着率的增加有利于增强内结合强度。加填后涂布白纸板挺度降低，横向降低0.45 mN·m，纵向挺度降低1.06 mN·m，降低幅度分别为15.7%（横向）和16.9%（纵向），细小纤维的增加、灰分的上升均对纸板的挺度造成了影响。涂布白纸板灰分上升1.43个百分点，根据纤维原料配比，生产成本每吨约降低45～60元。

4 结 论

通过对比芯层加填复合矿物纤维涂布白纸板与未加填涂布白纸板的生产数据，分析复合矿物纤维的最佳加填量和对纸板指标的影响。

4.1 涂布白纸板芯层加填复合矿物纤维3%～6%时，生产状况改善效果明显;其中，复合矿物纤维加填量为5%时效果最佳，网下白水浓度降幅14.7%，首程留着率增加，有利于系统的清洁;加填复合矿物纤维超过8%时，容易造成粘网等状况。

4.2 芯层加填5%复合矿物纤维时，涂布白纸板内结合强度提高29.7%，挺度横向下降15.7%，纵向下降16.9%。

4.3 在客户可接受涂布白纸板质量条件下，在涂布白纸板中适量加填复合矿物纤维，可以有效地提高首程留着率和纸板灰分，节省纤维原料，涂布白纸板生产成本每吨可降低45～60元。

参考文献

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（责任编辑：董凤霞）