Apmp生产铜版原纸解析课件

1、三倍体毛白杨APMP浆在高档铜版纸中的应用试验孙利军高工 陈夫山教授天津科技大学造纸科学与技术系第1页，共27页。 造纸工业是国民经济的重要原材料工业，对纤维原料的依赖性高，我国森林资源贫乏，每年可供造纸用材很少。近年来，我国大力发展速生材或短周期材，已取得十分显著的成效，特别是具有速生丰产的杨木已成为造纸原料的发展方向。在我国华北、东北、西北、黄河流域、长江中下游地区种植了大面积的杨树人工林。 第2页，共27页。 APMP法制浆主要适用于速生材，杨木属速生阔叶材，具有生长快、材质白度高、纤维长、木素含量低和纤维素高等特点，是一种品质优良的纸浆原料，APMP制浆工艺是九十年代在改进的BCTMP

2、工艺基础上发展起来的，它是集药液处理、磨浆、漂白于一体的高得率制浆，对环境造成的污染比较少，投资成本和运行成本较低。APMP杨木浆具有强度好、白度高、松厚度高的优点，可以配抄高级文化印刷纸和涂布加工纸。在我国具有推广的潜力，发展阔叶材制浆造纸也是世界造纸工业发展趋势之一。 第3页，共27页。一、实验原料和方法（一）实验原料 中试所用漂白阔叶木浆及各种化学辅料和助剂均由市场采购，而漂白针叶木浆为商品浆，APMP浆料为三倍体毛白杨P-RC 碱性H2O2化机浆工艺技术进行制得，漂白麦草浆为泉林制得。各种浆料的性能如表1，各种化学品的性能见表2。第4页，共27页。性能 浆料针叶浆阔叶浆麦草浆APMP打

3、浆度oSR28.532.034.054.0湿重g11.34.33.4-浆料滤水S7.557.1210.397.12浆片定量g/m253.959.762.060.5白度%ISO83.785.076.779.8紧度g/cm30.630.530.720.51裂断长km7.023.306.094.73耐折度次89124108撕裂指数mN.m2/g9.469.115.265.75备注加拿大“北木”纤维束含量0.03%表1 各种浆料性能第5页，共27页。药品名称产地及主要性能90级与60级碳酸钙泉林自制；抗水剂台湾聚益生产；润滑剂台湾聚益生产；阳离子淀粉山东聊城生产，浆内添加剂；涂布淀粉江苏姜堰生产；增白

4、剂液体增白剂，江苏南通；APAM阴离子聚丙烯酰胺，聚合度大于800万；AKD取自山东高唐纸厂，固含量13.2%；P47汽巴精化公司，阳离子聚丙烯酰胺，浆内添加剂，助留助滤；SD615底涂用胶乳。SD3788面涂用胶乳。表2 主要化学药品介绍第6页，共27页。（二） 测试方法 依据相关国家和行业标准及美国TAPPI标准进行测试。第7页，共27页。二、结果与讨论（一）A级铜版原纸纤维配比的确定 在成纸定量相当及辅料加入量相同的情况下用APMP代替工厂工艺中的漂白化学热磨机械浆（BCTMP）、麦草浆以及部分漂白硫酸盐阔叶木浆，比较在不同APMP配入量时成纸性能与工厂工艺条件下成纸性能。试验中浆料配比

5、和成纸性能列于表3。第8页，共27页。编号A0A1A2A3A4浆料配比APMP %-45352525针叶木浆 %3838383838阔叶木浆 %4517273727麦草浆 %510BCTMP %12成纸性能定量 g/m2107110108109108松厚度 cm3/g1.461.531.511.541.52裂断长 km5.725.495.765.725.83撕裂指数mNm2/g10.29.5610.010.39.67不透明度 %84.586.586.087.087.0表面强度（蜡棒法）A14141414注：表中A0为工厂原工艺，A1 、A2 、A3 、A4均为实验室工艺。 各工艺条件中助剂加入

6、量均为阳离子淀粉1.5%，AKD0.2%，CaCO310%，P470.03%（对绝干纤维量）。 表3 A级铜版原纸中浆料配比及成纸检测结果第9页，共27页。 从表3的检测结果可以看出，当APMP的配入量为45%时，成纸的松厚度和不透明度优于现工艺条件下成纸的松厚度和不透明度，即体现了机械浆松厚度好不透明度高的优点；成纸的裂断长和撕裂指数与工厂条件下成纸的相比稍有降低，但降低幅度并不大。当APMP的配入量为35%时，成纸的松厚度和不透明度比原工艺条件下成纸的相应性能都好，纸张的裂断长和撕裂指数与厂家纤维配比条件下成纸的相当。当APMP配入量为25%时成纸的各项性能指标均优于或相当于原纤维配比条件

7、下成纸的各项性能指标。第10页，共27页。 另外，如果APMP的配入量仍为25%而用10%的麦草浆替代原浆中的部分阔叶浆即采用A4工艺，则除撕裂指数与工厂工艺条件下成纸的撕裂指数相当外，其余各项性能仍好于工厂纤维配比条件下成纸的相应性能。比较各条件下成纸的表面强度（试验中对纸张的表面强度均采用蜡棒法进行测定）可以看出，不管APMP配入量为多少成纸表面强度均为14A，即各纸张的表面强度相当。而比较实验室条件下的A1 、A2 、A3 、A4四个工艺条件可以看出， A2 、A3 、A4三个工艺条件成纸除松厚度和不透明度与A1条件下成纸的相当外，其余性能要优于工艺A1条件下纸张的相应性能；而且A2 、

8、A3 、A4条件下纸张表面更细腻。第11页，共27页。 综合以上分析可知，与现在工厂纤维配比条件相比以APMP替代现在工厂工艺中的BCTMP、麦草浆以及部分漂白硫酸盐阔叶木浆可以抄出不透明度更好以及物理强度相当的纸张。比较实验室中各工艺条件下成纸性能和成纸表面细腻程度，我们建议在用APMP配抄铜版原纸时APMP的配入量控制在35%以下较为合适。第12页，共27页。（二）配入APMP纸张抗光老化性能 为了研究APMP与其它浆料配抄后对成纸抗光老化性能的影响，对不同APMP配入量纸张性能抗光老化性能进行了测定比较；同时为了观察涂布对纸张抗光老化性能是否有改进作用，在实验室也进行了涂布纸抗光老化性能

9、测定。由于配抄时浆料中加入了荧光增白剂，考虑到荧光增白剂的存在可能对纸张抗光老化性能有影响，因此测定纸张抗光老化实验时既测定了不含荧光时纸张的白度又测定了含荧光时纸张的白度。纸张的光老化时间均为24h，测定结果列于表4。第13页，共27页。编号化机浆含量 %未涂布纸白度降低值 %ISO涂布纸白度降低值 %ISO含荧光测定不含荧光测定含荧光测定不含荧光测定100.30.11.30.82123.62.43.01.33254.23.33.41.74354.94.03.41.75405.04.02.51.76604.94.94.13.2表4 不同APMP配入量纸张抗光老化结果 注：“含荧光测定”是指测

10、定纸张白度时采用了含荧光测定法， “不含荧光测定”就是测定纸张白度时没有加荧光。 第14页，共27页。 从表中数据可以看出，纸张不论涂布与否经光老化以后含荧光测定的白度降低度数均高于不含荧光测得的数值。纸张加入化机浆以后抗光老化性能大大降低，而且随化机浆用量的增加降低幅度越大，但当化机浆配入量超过35%以后纸张的白度降低值基本上不再增加。第15页，共27页。 从结果还可以看出，所有含化机浆的纸张经过涂布以后其抗光老化性能虽仍随化机浆含量增加而逐渐降低，但已经得到了明显改善，由此可见化机浆用于涂布纸比较合适。1#纸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粉、胶粘剂所致。要补充

11、说明的是，纸张光老化白度的降低只能用来对比纸张之间的抗光老化性能，还不能定量地说出纸张经过长时间使用后白度降低到如此程度。第16页，共27页。（三）纸张抄造 根据选定的抄造工艺见表5，在纸机上进行铜版原纸的抄造实验。两种纸张配抄过程中的部分参数列于表6。纸张成纸性能列于表7。第17页，共27页。纸种原料铜版原纸工艺1# 工艺2#工艺针叶浆 %3028.0阔叶浆 %4037.5麦草浆 %109.5APMP %2025阳离子淀粉%1.51.5增白剂 %0.30.3CaCO3 %1010AKD %0.200.20P47 %0.030.03表5 纸机配抄工艺 第18页，共27页。各项参数纸种及编号 成

12、浆滤水S上网浓度%浓白水浓度%出伏辊干度%出压榨辊干度%铜版原纸1-1#7.880.670.0690-1-2#7.690.620.063018.2718.4635.7537.192#7.420.790.0620-表6 抄造过程中的各项参数注：1-1和1-2纸张均采用铜版原纸1#工艺， 2#纸张采用铜版原纸2#工艺。第19页，共27页。 纸种 性能1-1#1-2#2#QB标A等QB标B等定量 g/m299.497.498.59010090100白度 %ISO94.595.594.590.085.0不透明度 %88.589.089.0-紧度 g/cm30.540.520.520.800.80抗张指

13、数 纵N.m/g53.259.746.8纵53.0纵41.0撕裂指数 横mN.m2/g6.26.255.885.905.40平滑度 正/反S11/610/69/41717表面吸水 正/反g/m222.3/22.819.8/20.220.2/21.120.05.020.05.0表面强度（中粘）纵向m/s正反平均2.60正反平均2.40正反平均2.20平均2.301.45尘埃度（个）0.20.5mm20.51.5 mm2大于1.5 mm212001500160024004800CaCO3%6.17.58.6表7 纸机铜版原纸性能注：表中CaCO3含量用滴定法测定 第20页，共27页。 从表中成纸性

14、能可知，铜版原纸（1-1#）除尘埃度与QB-B等纸张性能指标相当外，其余性能指标均达到或超过QB-A等铜版原纸要求；但配料中APMP加入量增加5%以后（2#纸张）成纸表面强度有所下降。采用30%针叶木浆、40%阔叶木浆、10%麦草浆和20%的三倍体毛白杨APMP的纤维配比能够抄造出性能指标达到接近或超过QB-A等产品要求的铜版原纸。第21页，共27页。（四）涂布后成纸性能 根据三次涂布工艺涂布压光后成纸物理性能指标见表8第22页，共27页。纸样编号成纸1#-A1#-B2#-A2#-BQB标A等定量 g/m2138132136136紧度 g/cm31.2021.2011.2021.143涂布量

15、g/m246454544白度 %90.3391.0391.3990.9485不透明度 %95.4995.2095.5495.4795光泽度 %71.571.571.471.460平滑度 s1569117812991467600油墨吸收性%1717171815-28表面强度* m/s中粘油1.811.621.431.501.20印刷光泽度%9897979788印刷表面粗糙度m0.6690.6690.6690.6691.80表8 成纸物理性能第23页，共27页。 三涂纸压光后，四种成纸的涂布量基本相近，印刷表面粗糙度均相同，光泽度、油墨吸收性、印刷光泽度也均相似。成纸的平滑度差别较大，一涂经过调整

16、的2#-B成纸的平滑度高于未调整的2#-A成纸的平滑度，而含25%APMP浆的2#-B的平滑度要明显高于含20%APMP浆的1#-B的平滑度。在含25%APMP浆的原纸上，通过对一涂配方的调整，显著提高了成纸的平滑度，而其它各项性能的调整前后的结果相同或相近。通过对比含25%APMP浆以及含20%APMP浆的两种成纸性能发现，随着APMP浆含量提高成纸平滑度得到显著提高，但表面强度有所降低，而其它各项性能基本相同或相近。第24页，共27页。三、结 论采用25%35%三倍体毛白杨APMP+30%针叶浆+37%40%阔叶木浆和10草浆配抄A级铜版原纸，成纸的物理强度和光学性能均能达到或高于国家A级

17、铜版纸要求。三倍体毛白杨APMP化机浆用于涂布纸比较合适。实验中所有含化机浆的纸张经过涂布以后其抗光老化性虽然仍随化机浆的加入量成降低趋势，但经过涂布以后纸张抗光老化性能明显得到了改善，因此三倍体毛白杨APMP化机浆用于涂布纸比较合适。第25页，共27页。参考文献我国造纸工业原料结构调整战略研究，2003年：1-2中国纸业大全2001-2002，中国轻工业出版社：368-369Xu E C. A New Concept in Alkaline Peroxide Refiner Mechanical Pulping, 1999 International Mechanical Pulping conference Proceddeings，1999:24Xu E C. P-RC APMP Pulping of Hardwood Part: Aspen Beech, Birch, Cottonwood and Maple. Pulp and Paper Canada, 2001,102(2):52谢澄等。“两种桉木APMP制浆及其磨浆过程的研究”。中国造纸学报， 2000，15：27-32姚春丽、蒲俊文。三