1、三倍體毛白楊三倍體毛白楊A(yù)PMPAPMP漿在高檔漿在高檔銅版紙中的應(yīng)用試驗銅版紙中的應(yīng)用試驗孫利軍高工孫利軍高工 陳夫山教授陳夫山教授天津科技大學(xué)造紙科學(xué)與技術(shù)系天津科技大學(xué)造紙科學(xué)與技術(shù)系 造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要原材料工造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要原材料工業(yè)，對纖維原料的依賴性高，我國森林資業(yè)，對纖維原料的依賴性高，我國森林資源貧乏，每年可供造紙用材很少。近年來，源貧乏，每年可供造紙用材很少。近年來，我國大力發(fā)展速生材或短周期材，已取得我國大力發(fā)展速生材或短周期材，已取得十分顯著的成效，特別是具有速生豐產(chǎn)的十分顯著的成效，特別是具有速生豐產(chǎn)的楊木已成為造紙原料的發(fā)展方向。在我國楊木已成為造紙原

2、料的發(fā)展方向。在我國華北、東北、西北、黃河流域、長江中下華北、東北、西北、黃河流域、長江中下游地區(qū)種植了大面積的楊樹人工林。游地區(qū)種植了大面積的楊樹人工林。 APMP法制漿主要適用于速生材，楊木法制漿主要適用于速生材，楊木屬速生闊葉材，具有生長快、材質(zhì)白度高、屬速生闊葉材，具有生長快、材質(zhì)白度高、纖維長、木素含量低和纖維素高等特點，是纖維長、木素含量低和纖維素高等特點，是一種品質(zhì)優(yōu)良的紙漿原料，一種品質(zhì)優(yōu)良的紙漿原料，APMP制漿工藝制漿工藝是九十年代在改進的是九十年代在改進的BCTMP工藝基礎(chǔ)上發(fā)工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是集藥液處理、磨漿、漂白于展起來的，它是集藥液處理、磨漿、漂白于一體的高

3、得率制漿，對環(huán)境造成的污染比較一體的高得率制漿，對環(huán)境造成的污染比較少，投資成本和運行成本較低。少，投資成本和運行成本較低。APMP楊木楊木漿具有強度好、白度高、松厚度高的優(yōu)點，漿具有強度好、白度高、松厚度高的優(yōu)點，可以配抄高級文化印刷紙和涂布加工紙。在可以配抄高級文化印刷紙和涂布加工紙。在我國具有推廣的潛力，發(fā)展闊葉材制漿造紙我國具有推廣的潛力，發(fā)展闊葉材制漿造紙也是世界造紙工業(yè)發(fā)展趨勢之一。也是世界造紙工業(yè)發(fā)展趨勢之一。 一、實驗原料和方法一、實驗原料和方法（一）實驗原料（一）實驗原料 中試所用漂白闊葉木漿及各種化學(xué)輔中試所用漂白闊葉木漿及各種化學(xué)輔料和助劑均由市場采購，而漂白針葉木漿料和

4、助劑均由市場采購，而漂白針葉木漿為商品漿，為商品漿，APMP漿料為三倍體毛白楊漿料為三倍體毛白楊P-RC 堿性堿性H2O2化機漿工藝技術(shù)進行制得，化機漿工藝技術(shù)進行制得，漂白麥草漿為泉林制得。各種漿料的性能漂白麥草漿為泉林制得。各種漿料的性能如表如表1，各種化學(xué)品的性能見表，各種化學(xué)品的性能見表2。性能性能 漿料漿料針葉漿針葉漿闊葉漿闊葉漿麥草漿麥草漿APMP打漿度打漿度oSR28.532.034.054.0濕重濕重g11.34.33.4-漿料濾水漿料濾水S7.557.1210.397.12漿片定量漿片定量g/m253.959.762.060.5白度白度%ISO83.785.076.779.8

5、緊度緊度g/cm30.630.530.720.51裂斷長裂斷長km7.023.306.094.73耐折度次耐折度次89124108撕裂指數(shù)撕裂指數(shù)mN.m2/g9.469.115.265.75備注備注加拿大加拿大“北木北木”纖維束含量纖維束含量0.03%表表1 各種漿料性能各種漿料性能藥品名稱藥品名稱產(chǎn)地及主要性能產(chǎn)地及主要性能90級與級與60級碳酸鈣級碳酸鈣泉林自制；泉林自制；抗水劑抗水劑臺灣聚益生產(chǎn)；臺灣聚益生產(chǎn)；潤滑劑潤滑劑臺灣聚益生產(chǎn)；臺灣聚益生產(chǎn)；陽離子淀粉陽離子淀粉山東聊城生產(chǎn)，漿內(nèi)添加劑；山東聊城生產(chǎn)，漿內(nèi)添加劑；涂布淀粉涂布淀粉江蘇姜堰生產(chǎn)；江蘇姜堰生產(chǎn)；增白劑增白劑液體增白劑

6、，江蘇南通；液體增白劑，江蘇南通；APAM陰離子聚丙烯酰胺，聚合度大于陰離子聚丙烯酰胺，聚合度大于800萬；萬；AKD取自山東高唐紙廠，固含量取自山東高唐紙廠，固含量13.2%；P47汽巴精化公司，陽離子聚丙烯酰胺，漿內(nèi)添加劑，助留助濾；汽巴精化公司，陽離子聚丙烯酰胺，漿內(nèi)添加劑，助留助濾；SD615底涂用膠乳。底涂用膠乳。SD3788面涂用膠乳。面涂用膠乳。表表2 主要化學(xué)藥品介紹主要化學(xué)藥品介紹（二）（二） 測試方法測試方法 依據(jù)相關(guān)國家和行業(yè)標準及美國依據(jù)相關(guān)國家和行業(yè)標準及美國TAPPI標準進行測試。標準進行測試。二、結(jié)果與討論二、結(jié)果與討論（一）（一）A級銅版原紙纖維配比的確定級銅版

7、原紙纖維配比的確定 在成紙定量相當及輔料加入量相同的在成紙定量相當及輔料加入量相同的情況下用情況下用APMPAPMP代替工廠工藝中的漂白化學(xué)代替工廠工藝中的漂白化學(xué)熱磨機械漿（熱磨機械漿（BCTMPBCTMP）、麥草漿以及部分漂）、麥草漿以及部分漂白硫酸鹽闊葉木漿，比較在不同白硫酸鹽闊葉木漿，比較在不同APMPAPMP配入配入量時成紙性能與工廠工藝條件下成紙性能。量時成紙性能與工廠工藝條件下成紙性能。試驗中漿料配比和成紙性能列于表試驗中漿料配比和成紙性能列于表3 3。編號編號A0A1A2A3A4漿漿料料配配比比APMP %-45352525針葉木漿針葉木漿 %3838383838闊葉木漿闊葉木

8、漿 %4517273727麥草漿麥草漿 %510BCTMP %12成成紙紙性性能能定量定量 g/m2107110108109108松厚度松厚度 cm3/g1.461.531.511.541.52裂斷長裂斷長 km5.725.495.765.725.83撕裂指數(shù)撕裂指數(shù)mNm2/g10.29.5610.010.39.67不透明度不透明度 %84.586.586.087.087.0表面強度（蠟表面強度（蠟棒法）棒法）A14141414注：表中注：表中A0為工廠原工藝，為工廠原工藝，A1 、A2 、A3 、A4均為實驗室工藝。均為實驗室工藝。 各工藝條件中助劑加入量均為陽離子淀粉各工藝條件中助劑加入

9、量均為陽離子淀粉1.5%，AKD0.2%，CaCO310%，P470.03%（對絕干纖維量）。（對絕干纖維量）。 表表3 A級銅版原紙中漿料配比及成紙檢測結(jié)果級銅版原紙中漿料配比及成紙檢測結(jié)果 從表從表3的檢測結(jié)果可以看出，當?shù)臋z測結(jié)果可以看出，當APMP的配的配入量為入量為45%時，成紙的松厚度和不透明度優(yōu)于現(xiàn)時，成紙的松厚度和不透明度優(yōu)于現(xiàn)工藝條件下成紙的松厚度和不透明度，即體現(xiàn)了工藝條件下成紙的松厚度和不透明度，即體現(xiàn)了機械漿松厚度好不透明度高的優(yōu)點；成紙的裂斷機械漿松厚度好不透明度高的優(yōu)點；成紙的裂斷長和撕裂指數(shù)與工廠條件下成紙的相比稍有降低，長和撕裂指數(shù)與工廠條件下成紙的相比稍有降低

10、，但降低幅度并不大。當?shù)档头炔⒉淮?。當APMP的配入量為的配入量為35%時，時，成紙的松厚度和不透明度比原工藝條件下成紙的成紙的松厚度和不透明度比原工藝條件下成紙的相應(yīng)性能都好，紙張的裂斷長和撕裂指數(shù)與廠家相應(yīng)性能都好，紙張的裂斷長和撕裂指數(shù)與廠家纖維配比條件下成紙的相當。當纖維配比條件下成紙的相當。當APMP配入量為配入量為25%時成紙的各項性能指標均優(yōu)于或相當于原纖時成紙的各項性能指標均優(yōu)于或相當于原纖維配比條件下成紙的各項性能指標。維配比條件下成紙的各項性能指標。 另外，如果另外，如果APMP的配入量仍為的配入量仍為25%而用而用10%的的麥草漿替代原漿中的部分闊葉漿即采用麥草漿替代

11、原漿中的部分闊葉漿即采用A4工藝，則工藝，則除撕裂指數(shù)與工廠工藝條件下成紙的撕裂指數(shù)相當除撕裂指數(shù)與工廠工藝條件下成紙的撕裂指數(shù)相當外，其余各項性能仍好于工廠纖維配比條件下成紙外，其余各項性能仍好于工廠纖維配比條件下成紙的相應(yīng)性能。比較各條件下成紙的表面強度（試驗的相應(yīng)性能。比較各條件下成紙的表面強度（試驗中對紙張的表面強度均采用蠟棒法進行測定）可以中對紙張的表面強度均采用蠟棒法進行測定）可以看出，不管看出，不管APMP配入量為多少成紙表面強度均為配入量為多少成紙表面強度均為14A，即各紙張的表面強度相當。而比較實驗室條，即各紙張的表面強度相當。而比較實驗室條件下的件下的A1 、A2 、A3

12、、A4四個工藝條件可以看出，四個工藝條件可以看出， A2 、A3 、A4三個工藝條件成紙除松厚度和不透明三個工藝條件成紙除松厚度和不透明度與度與A1條件下成紙的相當外，其余性能要優(yōu)于工藝條件下成紙的相當外，其余性能要優(yōu)于工藝A1條件下紙張的相應(yīng)性能；而且條件下紙張的相應(yīng)性能；而且A2 、A3 、A4條條件下紙張表面更細膩。件下紙張表面更細膩。 綜合以上分析可知，與現(xiàn)在工廠纖維綜合以上分析可知，與現(xiàn)在工廠纖維配比條件相比以配比條件相比以APMP替代現(xiàn)在工廠工藝替代現(xiàn)在工廠工藝中的中的BCTMP、麥草漿以及部分漂白硫酸、麥草漿以及部分漂白硫酸鹽闊葉木漿可以抄出不透明度更好以及物鹽闊葉木漿可以抄出不

13、透明度更好以及物理強度相當?shù)募垙?。比較實驗室中各工藝理強度相當?shù)募垙?。比較實驗室中各工藝條件下成紙性能和成紙表面細膩程度，我條件下成紙性能和成紙表面細膩程度，我們建議在用們建議在用APMP配抄銅版原紙時配抄銅版原紙時APMP的配入量控制在的配入量控制在35%以下較為合適。以下較為合適。（二）配入（二）配入APMP紙張抗光老化性能紙張抗光老化性能 為了研究為了研究APMP與其它漿料配抄后對成紙抗光與其它漿料配抄后對成紙抗光老化性能的影響，對不同老化性能的影響，對不同APMP配入量紙張性能配入量紙張性能抗光老化性能進行了測定比較；同時為了觀察涂抗光老化性能進行了測定比較；同時為了觀察涂布對紙張抗光

14、老化性能是否有改進作用，在實驗布對紙張抗光老化性能是否有改進作用，在實驗室也進行了涂布紙抗光老化性能測定。由于配抄室也進行了涂布紙抗光老化性能測定。由于配抄時漿料中加入了熒光增白劑，考慮到熒光增白劑時漿料中加入了熒光增白劑，考慮到熒光增白劑的存在可能對紙張抗光老化性能有影響，因此測的存在可能對紙張抗光老化性能有影響，因此測定紙張抗光老化實驗時既測定了不含熒光時紙張定紙張抗光老化實驗時既測定了不含熒光時紙張的白度又測定了含熒光時紙張的白度。紙張的光的白度又測定了含熒光時紙張的白度。紙張的光老化時間均為老化時間均為24h，測定結(jié)果列于表，測定結(jié)果列于表4。編號編號化機漿化機漿含量含量 % %未涂布

15、紙白度降低值未涂布紙白度降低值 %ISO%ISO涂布紙白度降低值涂布紙白度降低值 %ISO%ISO含熒光含熒光測定測定不含熒光測不含熒光測定定含熒光測定含熒光測定不含熒光不含熒光測定測定1 10 00.30.30.10.11.31.30.80.82 212123.63.62.42.43.03.01.31.33 325254.24.23.33.33.43.41.71.74 435354.94.94.04.03.43.41.71.75 540405.05.04.04.02.52.51.71.76 660604.94.94.94.94.14.13.23.2表表4 不同不同APMP配入量紙張抗光老化結(jié)

16、果配入量紙張抗光老化結(jié)果 注：注：“含熒光測定含熒光測定”是指測定紙張白度時采用了含熒光測定法，是指測定紙張白度時采用了含熒光測定法， “不含熒光測定不含熒光測定”就是測定紙張白度時沒有加熒光。就是測定紙張白度時沒有加熒光。 從表中數(shù)據(jù)可以看出，紙張不論從表中數(shù)據(jù)可以看出，紙張不論涂布與否經(jīng)光老化以后含熒光測定的涂布與否經(jīng)光老化以后含熒光測定的白度降低度數(shù)均高于不含熒光測得的白度降低度數(shù)均高于不含熒光測得的數(shù)值。紙張加入化機漿以后抗光老化數(shù)值。紙張加入化機漿以后抗光老化性能大大降低，而且隨化機漿用量的性能大大降低，而且隨化機漿用量的增加降低幅度越大，但當化機漿配入增加降低幅度越大，但當化機漿配

17、入量超過量超過35%以后紙張的白度降低值基以后紙張的白度降低值基本上不再增加。本上不再增加。 從結(jié)果還可以看出，所有含化機漿的紙從結(jié)果還可以看出，所有含化機漿的紙張經(jīng)過涂布以后其抗光老化性能雖仍隨化張經(jīng)過涂布以后其抗光老化性能雖仍隨化機漿含量增加而逐漸降低，但已經(jīng)得到了機漿含量增加而逐漸降低，但已經(jīng)得到了明顯改善，由此可見化機漿用于涂布紙比明顯改善，由此可見化機漿用于涂布紙比較合適。較合適。1#紙涂布后白度降低比未涂布前紙涂布后白度降低比未涂布前降低幅度大，可能是由于涂料中加入了淀降低幅度大，可能是由于涂料中加入了淀粉、膠粘劑所致。要補充說明的是，紙張粉、膠粘劑所致。要補充說明的是，紙張光老化

18、白度的降低只能用來對比紙張之間光老化白度的降低只能用來對比紙張之間的抗光老化性能，還不能定量地說出紙張的抗光老化性能，還不能定量地說出紙張經(jīng)過長時間使用后白度降低到如此程度。經(jīng)過長時間使用后白度降低到如此程度。（三）紙張抄造（三）紙張抄造 根據(jù)選定的抄造工藝見表根據(jù)選定的抄造工藝見表5，在紙機上，在紙機上進行銅版原紙的抄造實驗。兩種紙張配抄過進行銅版原紙的抄造實驗。兩種紙張配抄過程中的部分參數(shù)列于表程中的部分參數(shù)列于表6。紙張成紙性能列。紙張成紙性能列于表于表7。紙種紙種原料原料銅版原紙工藝銅版原紙工藝1# 工藝工藝2#工藝工藝針葉漿針葉漿 %3028.0闊葉漿闊葉漿 %4037.5麥草漿麥草

19、漿 %109.5APMP %2025陽離子淀粉陽離子淀粉%1.51.5增白劑增白劑 %0.30.3CaCO3 %1010AKD %0.200.20P47 %0.030.03表表5 紙機配抄工藝紙機配抄工藝 各項參數(shù)各項參數(shù)紙種及編號紙種及編號 成漿濾水成漿濾水S上網(wǎng)濃度上網(wǎng)濃度%濃白水濃白水濃度濃度%出伏輥干度出伏輥干度%出壓榨輥干出壓榨輥干度度%銅版原紙銅版原紙1-1#7.880.670.0690-1-2#7.690.620.063018.2718.4635.7537.192#7.420.790.0620-表表6 抄造過程中的各項參數(shù)抄造過程中的各項參數(shù)注：注：1-1和和1-2紙張均采用銅版

20、原紙紙張均采用銅版原紙1#工藝，工藝， 2#紙張采用銅版原紙紙張采用銅版原紙2#工藝。工藝。 紙種紙種 性能性能1-1#1-2#2#QB標標A等等QB標標B等等定量定量 g/m299.497.498.59010090100白度白度 %ISO94.595.594.590.08585.0不透明度不透明度 %88.589.089.0-緊度緊度 g/cm30.540.520.520.800.80抗張指數(shù)抗張指數(shù) 縱縱N.m/g53.259.746.8縱縱53.0縱縱41.0撕裂指數(shù)撕裂指數(shù) 橫橫mN.m2/g6.26.255.885.905.40平滑度平滑度 正正/反反S11/610/69/41717

21、表面吸水表面吸水 正正/反反g/m222.3/22.819.8/20.220.2/21.120.05.020.05.0表面強度（中粘）表面強度（中粘）縱向縱向m/s正反平均正反平均2.60正反平均正反平均2.40正反平均正反平均2.20平均平均2.301.45塵埃度（個）塵埃度（個）0.20.5mm20.51.5 mm2大于大于1.5 mm2120015001600242400484800CaCO3%6.17.58.6表表7 紙機銅版原紙性能紙機銅版原紙性能注注：表中CaCO3含量用滴定法測定 從表中成紙性能可知，銅版原紙（從表中成紙性能可知，銅版原紙（1-1#）除）除塵埃度與塵埃度與QB-B

22、等紙張性能指標相當外，其余性能等紙張性能指標相當外，其余性能指標均達到或超過指標均達到或超過QB-A等銅版原紙要求；但配料等銅版原紙要求；但配料中中APMP加入量增加加入量增加5%以后（以后（2#紙張）成紙表面紙張）成紙表面強度有所下降。采用強度有所下降。采用30%針葉木漿、針葉木漿、40%闊葉木闊葉木漿、漿、10%麥草漿和麥草漿和20%的三倍體毛白楊的三倍體毛白楊A(yù)PMP的纖的纖維配比能夠抄造出性能指標達到接近或超過維配比能夠抄造出性能指標達到接近或超過QB-A等產(chǎn)品要求的銅版原紙。等產(chǎn)品要求的銅版原紙。（四）涂布后成紙性能（四）涂布后成紙性能 根據(jù)三次涂布工藝涂布壓光后成紙物理根據(jù)三次涂布

23、工藝涂布壓光后成紙物理性能指標見表性能指標見表8紙樣編號紙樣編號成紙成紙1#-A1#-B2#-A2#-BQB標標A等等定量定量 g/m2138132136136緊度緊度 g/cm31.2021.2011.2021.143涂布量涂布量 g/m246454544白度白度 %90.3391.0391.3990.948585不透明度不透明度 %95.4995.2095.5495.479595光澤度光澤度 %71.571.571.471.46060平滑度平滑度 s1569117812991467600600油墨吸收性油墨吸收性%1717171815-28表面強度表面強度* m/s中粘油中粘油1.811.

24、621.431.501.201.20印刷光澤度印刷光澤度%989797978888印刷表面粗印刷表面粗糙度糙度m0.6690.6690.6690.6691.80表表8 成紙物理性能成紙物理性能 三涂紙壓光后，四種成紙的涂布量基本相近，三涂紙壓光后，四種成紙的涂布量基本相近，印刷表面粗糙度均相同，光澤度、油墨吸收性、印刷表面粗糙度均相同，光澤度、油墨吸收性、印刷光澤度也均相似。成紙的平滑度差別較大，印刷光澤度也均相似。成紙的平滑度差別較大，一涂經(jīng)過調(diào)整的一涂經(jīng)過調(diào)整的2#-B成紙的平滑度高于未調(diào)整的成紙的平滑度高于未調(diào)整的2#-A成紙的平滑度，而含成紙的平滑度，而含25%APMP漿的漿的2#-B

25、的的平滑度要明顯高于含平滑度要明顯高于含20%APMP漿的漿的1#-B的平滑的平滑度。在含度。在含25%APMP漿的原紙上，通過對一涂配漿的原紙上，通過對一涂配方的調(diào)整，顯著提高了成紙的平滑度，而其它各方的調(diào)整，顯著提高了成紙的平滑度，而其它各項性能的調(diào)整前后的結(jié)果相同或相近。通過對比項性能的調(diào)整前后的結(jié)果相同或相近。通過對比含含25%APMP漿以及含漿以及含20%APMP漿的兩種成紙性漿的兩種成紙性能發(fā)現(xiàn)，隨著能發(fā)現(xiàn)，隨著APMP漿含量提高成紙平滑度得到漿含量提高成紙平滑度得到顯著提高，但表面強度有所降低，而其它各項性顯著提高，但表面強度有所降低，而其它各項性能基本相同或相近。能基本相同或相

26、近。三、結(jié)三、結(jié) 論論u采用采用25%35%25%35%三倍體毛白楊三倍體毛白楊A(yù)PMP+30%APMP+30%針葉針葉漿漿+37%40%+37%40%闊葉木漿和闊葉木漿和1010草漿配抄草漿配抄A A級銅版級銅版原紙，成紙的物理強度和光學(xué)性能均能達到或高原紙，成紙的物理強度和光學(xué)性能均能達到或高于國家于國家A A級銅版紙要求。級銅版紙要求。u三倍體毛白楊三倍體毛白楊A(yù)PMPAPMP化機漿用于涂布紙比較合適。化機漿用于涂布紙比較合適。實驗中所有含化機漿的紙張經(jīng)過涂布以后其抗光實驗中所有含化機漿的紙張經(jīng)過涂布以后其抗光老化性雖然仍隨化機漿的加入量成降低趨勢，但老化性雖然仍隨化機漿的加入量成降低趨

27、勢，但經(jīng)過涂布以后紙張抗光老化性能明顯得到了改善，經(jīng)過涂布以后紙張抗光老化性能明顯得到了改善，因此三倍體毛白楊因此三倍體毛白楊A(yù)PMPAPMP化機漿用于涂布紙比較化機漿用于涂布紙比較合適。合適。參考文獻參考文獻我國造紙工業(yè)原料結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略研究，我國造紙工業(yè)原料結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略研究，20032003年：年：1-21-2中國紙業(yè)大全中國紙業(yè)大全2001-20022001-2002，中國輕工業(yè)出版社：，中國輕工業(yè)出版社：368-369368-369Xu E C. A New Concept in Alkaline Peroxide Refiner Mechanical Xu E C. A New Concept in Alkaline Peroxide Refiner Mechanical Pulping, 1999 International Mechanical Pulping conference Pulping, 1999 International Mechanical Pu