高得率浆的发展综述

1、高得率浆的发展综述摘 要：造纸行业面临着低成本高质量产品的市场需求，解决这一问 题的方法是，更高效地利用不同浆料的纤维特性。高得率浆 （HYP）因其特有的纤维性能，给提高产品质量的同时控制或降低成本提供了机遇。发展杨木HYP和竹子HYP适合我国实际国情，但是在实际生产操作中还有很多问题亟待解决。关键词:高得率浆；关键词:高得率浆；HYP应用；杨木HYP ；竹子HYP1 HYP概述高得率制浆是在机械过程中涉及机械处理过程中的一类制浆方 法，该类制浆方法就纸浆得率来讲要高于相应的化学浆，故统称为高 得率制浆，按照机械处理的程度不同主要分为机械法制浆、化学机械 法制浆和半化学法制浆三大类。目前，高得

2、率制浆占主导地位的是 CTMP（Chemi-Thermo-Mechanical Pulp化学热磨机械浆）新上高得率 制浆生产线以CTMP居多，其次是APMP（Alkaline Peroxide Mechanical Pulp碱性过氧化氢化学机械浆）或P-RC APMP（Preconditioning Refiner Chemical APM?温和预处理和盘磨化学处理的APMP）。因此， 国际上又将CTMP、APMP和P-RCAPMP三种浆统称为高得率浆（HYP）1。HYP显著特点HYP的纸浆品质和生产成本介于化学浆和机械浆之间，依据制浆 和漂白条件的不同制取得的HYP，期强度和光学性能可以有较

3、大的范 围变化，以适应所生产的纸张和纸板品种的要求，因而为原料选用， 降低生产成本和提高产品性能提供了更多的选择。HYP的显著特点在于：（1）良好的纸张松厚度和不透明度。由于 保留了原料中的大部分木素，纸浆纤维比较挺硬，成纸的松厚度高、 不透明度大、形稳性好。因而、可以在满足性能要求的前提下，使用 较少的纤维生产同样定量的纸张，降低生产成本。（2）良好的强度 和光学性能。随着HYP制浆技术的发展，通过控制和优化化学预处理、 机械磨解条件和后续漂白工艺，用阔叶木生产的BCTMP在强度和白度 方面可以达到与阔叶木硫酸盐浆接近的水平。因而、为扩大HYP的应 用提供了更广阔的领域。（3）较多的细小纤维

4、组分。HYP含有较少的 长纤维组分和较高的细小纤维组分，细小纤维含量在提高纸张的光学 性能和适应性能方面起着极其重要的影响。（4）纸浆适用于抄造多 种纸品。由于HYP成功地结合了化学浆高强度、机械浆对木材高利用 率（得率达80%95%）的优点，可以根据生产纸品要求，采用本色 浆或漂白浆工艺进行生产。本色浆能够用于抄造高强度包装纸板、高 强度瓦楞纸板、本色包装纸、本色生活用纸和低白度文化用 纸等产品；漂白化机浆则可用于制高档卫生纸、面巾纸、高档文化印 刷用纸、涂布纸（轻量涂布纸、铜版纸等）、新闻纸、白板纸、食品 包装纸等。（5）生产过程清洁、纸品卫生无毒、废水易于处理。化 学法制浆过程中，不但造

5、成严重的水污染，而且大气污染亦较突出， 制浆废气及有氯漂白废水中含有致癌致畸成分,在水生动物体内形成 积累，不能够代谢，不仅毒害水生动物，而且通过生物链效应，对 人类健康构成严重危害。化学漂白纸浆（含氯漂）产品中，同样存在 类似毒害物质oHYP生产过程中无大气污染，废水量少，污染负荷低， 易于生化处理，漂白过程以双氧水为漂剂，不产生毒性物质，纸浆 清洁无残毒，适合于食品包装。解决当前的白色污染问题，HYP将成 为最佳替代材料。1.2 HYP 的应用 4 5HYP在不含机械浆纸中的应用HYP在不含机械浆纸中的应用主要是代替阔叶木硫酸盐浆。此类 HYP的游离度250 400 mL，白度83% 86

6、%。在涂布纸和非涂布纸中 用量一般分别为5% 15%和10% 25%。HYP可提高不含机械浆纸的 松厚度和不透明度，而且成本比阔叶木硫酸盐浆低。通常，不含机械 浆的印刷和书写纸几乎全都采用针叶木和阔叶木化学浆。然而，随着 HYP在上述品种中的不断运用，所谓“不含机械浆”和“含机械浆” 纸种之间的界线正逐渐开始消失，高白度阔叶木HYP已被很多不含机 械浆纸种广泛接受。HYP在多层纸板中的应用纸板的面层和底层一般为漂白化学浆。为了降低成本，芯层一般 使用低成本的纤维。但这并不意味着芯层的质量就可以被忽视。芯层 浆的质量必须要满足以下几点：高的松厚度，在一定的厚度下尽量降低定量；良好的成形和表面平滑

7、度，为面层浆及后续的涂布打好基础；有足够的层间结合强度，防止分层；良好的滤水性能，确保生产速度和纸机的运行性能；对于食品和液体包装产品，芯层浆还必须无嗅无味。HYP完全符合上述要求，因此在多层纸板中获得了广泛应用。中国是 用商品HYP生产纸板的主要用户，在全世界涂布多层纸板的生产中也 处于领先地位。对于芯层浆来说，最为关键的浆料性能是高松厚度和 表面平滑度。在中国，主要强调的是如何在保持厚度不变的情况下生 产定量更低的纸板。由于多层纸板的厚度主要是中间层的厚度，这一 发展趋势要求中间层的纤维具有高松厚度。另外，中国纸板的表面 PPS粗糙度也从平均112Lm以上降到了 110Lm以下。作为多层纸

8、板的主 体部分，芯层纤维对纸板的表面粗糙度有很大影响。HYP浆在机械浆纸中的应用用HYP生产LWC纸和新闻纸的技术已很成熟。HYP的性能至少不比 GW或TMP差。在LWC纸的应用中，商品HYP主要用来代替GW。由于HYP 的价格比GW高，这一应用在生产成本上并没有优势。在LWC纸中应用 HYP的主要原因在于： 在电能紧缺的夏季缩减GW的生产； 关闭 低效率的GW生产线；由于纸机的升级而造成的纸浆生产能力的 不足。用于LWC纸的HYP的品种包括低游离度的杨木、针叶木或针叶 木、杨木的混合HYP。HYP在生活用纸中的应用20世纪80年代和90年代初期非常热衷于在卫生纸、面巾纸和毛巾 纸中使用HYP

9、,主要是为了降低成本和提高松厚度。但是在过去的几 年里，尽管卫生纸、面巾纸和毛巾纸的消耗量在增加，HYP在这类纸 产品中的应用却一直在下降。过去主要使用高游离度5的针叶木HYP, 但现在也使用阔叶木如枫木、桦木和杨木HYP。用于生活用纸的HYP 的游离度一般为：针叶木500 650 mL，阔叶木300 500 mL。卫生纸、 面巾纸和毛巾纸最重要的性能为吸水性和柔软度。高松厚度表明纸具 有较高的吸水能力，同时赋予纸松厚柔软的感觉。HYP在这些性能方 面的优势非常明显，因为其松厚度比化学浆高得多。正是HYP的高松 厚度和低成本使其在卫生纸、面巾纸和毛巾纸中的应用具有吸引力。HYP在特种纸中的应用

10、HYP也用于各类特种纸。其中，以有机硅离型纸居多。对有机硅 离型纸的主要质量要求是高透明度和封闭式纸张结构，使硅停留在 纸的表面。高抗张强度、高白度的HYP为离型纸提供了更好的性能，因 此被广泛应用于这一纸种。HYP通常和硫酸盐浆在抄纸前同时低浓打 浆，以降低游离度。HYP还用于无碳复写纸。另外一个特殊的用途是 用于空气过滤纸，因为高游离度和高松厚度的HYP可提高过滤纸的透 气性。2杨木HYP的趋势2.1发展杨木HYP符合我国国情杨树品种繁多，在我国大部分省区都可找到适于种植而又速生的 品种。以杨树为原料，采用化学品预浸，然后用盘磨来磨浆的一整套 化学机械浆的设备和工艺，因为造价低，浆的得率高

11、，成浆性能适于 配抄很多纸种和纸板，因而受到纸业重视，都认为适合我国造纸工业 发展快、浆和林木资源不足、资金又很有限的实际国情。2.2国产两种杨木HYP配抄性能分别用杨木APMP、P-RC APMP高得率浆与化学木浆、化学苇浆 和废纸脱墨浆进行配抄，结果6表明：随着高得率浆含量的不断增加, 纸页不透明度增加，紧度减小，裂断长、撕裂指数等各项物理强度指 标呈现出下降趋势。APMP比较适合生产新闻纸，100%APMP就能满足一等品新闻纸 的国家标准，配入10%化木浆、化苇浆或脱墨浆均能满足优等品新闻 纸的国家标准。另外，APMP也可以替代部分化学浆生产胶版印刷纸 和胶版印刷涂布原纸。P-RC AP

12、MP也适宜用来配抄生产新闻纸，要达到优等品国家标 准，可配用30%化学木浆，50%化学苇浆或90%脱墨浆。如要满足胶 版印刷纸和胶版印刷涂布原纸的要求，就要进一步提高用药量，增 加原浆的白度和强度。但会增加机浆成本，企业可以根据自己的原料 结构和生产成本选择合适的配比。3 竹子HYP的发展趋势2002年中国环境学学会、中国造纸协会在北京联合召开了 “竹 浆产业发展与环境保护”研讨会，以清华大学环境工程系井文涌教授 为代表的一大批著名的专家学者参与会议。专家们呼吁，调整我国纸 业原料结构已迫在眉睫，大力发展竹浆，以部分取代木浆是解决我 国纸业供需矛盾的有效途径，也是比较现实的方法，以弥补我国目

13、前中高档纸浆的巨大缺口，还可保护生态，增加农民收入。3.1发展竹浆的前景我国是世界上竹类资源最丰富的国家，有500多种，栽培面积、 蓄积及年生产量居世界之冠。（2）竹材成材期短，一次栽种能连续多年使用，这也是竹类资源相 对于木材类的明显优势。（3）从成本上看，把竹浆与品质相当的松木和桉木比较发现，竹浆 单位成本低于木浆。（4）竹浆的性能介于针叶木与阔叶木之间，明显优于草类浆，可 以替代阔叶木浆并减少针叶木浆用量,用于制造各种纸张包括多种中 高档纸品；竹子制浆生产工艺成熟可靠，且大部分设备可以采用国 产品；污染治理工艺技术成熟，“三废”可以达到国家有关排放标准。可见竹浆造纸是切实可行的，我们可以

14、有效利用中西部的丰富 资源，与国家退耕还林政策相结合。建设竹子原料基地，既解决了农 民退耕之后真正能“退下来，稳得住”，又保护了生态环境，有力地 推动了西部大开发。3.2竹子HYP的应用范围竹子高得率化机浆和竹子化学浆相比较，具有投资低、纸浆得率 高、化学药品消耗少、污染负荷低、生产成本低等优点。而且保留了 大量木素，具有化学浆所没有的某些特性，如高的松厚度，优良的 印刷性能，可以用于生产牛皮纸，高强瓦楞纸、箱纸板、工业包装制 品，经漂白后可以配抄新闻纸、胶印书刊纸及纸浆模塑餐具等。因此， 竹子高得率浆的利用将具有广阔的市场前景，可观的经济和社会效 益.7。参考文献1詹怀宇、陈嘉祥，制浆原理与工程第三版第三章赵林、高扬、秦梦华，高得率浆的特性及其在造纸工业中的应用房桂干，沈兆邦，黄德裕，发展高得率浆生产是保证我国造纸工业可持