林熹，工程师，主要从事造纸工艺策划与管理工作。提键要：主要叙述了45g/m2低定量胶印新闻纸的研发过程与所采取的主要工艺技术措施,并与日本王子公司、NPI公司的产品进行质量对比，针对存在的不足，提出了解决问题的措施。关键词：45g/m2低定量胶印新闻纸；撕裂度；不透明度；研制；分析林熹国家有关部门制定的《纸业新产品开发指南》确定了10种急需开发的纸张品种，其中45g/m2低定量胶印新闻纸列于首位。我公司于2000年9月开发成功，填补了我国低定量新闻纸的空白。　1研研制与生产1.1纸纸机林熹研制、生产45g/m2低定量胶印新闻纸是在我公司#5纸机上进行的。该纸机从芬兰Metso(原Valment)公司引进，具有当今世界最新技术装备，最高车速1800m/min，幅宽5.6m，全封闭引纸，包括白水稀释流浆箱、夹网成形器、靴型压榨、单排烘缸、软辊压光等，由计算机全程控制生产工艺参数与产品质量，纸幅横向定量均匀一致，填料及细小纤维分布均匀，两面性小，纸页松厚一致，完全能够满足抄造45g/m2纸及更低定量纸的生产需要。1.2主主要工艺技术条件林熹浆料配比TMP∶DIP∶GP∶BKP=46∶20∶16∶18；车速1400m/min，浆网速比1.06，浆料上网浓度1.02%～1.05%，流浆箱浆料pH值6.5～6.7，流浆箱唇口开度9.2mm；填料(400目滑石粉)用量50kg/t纸，染料(青莲紫)用量50g/t纸；压榨压区压力：一压160kN/m，二压800kN/m；软压光：一压区温度120℃，压区压力90kN/m，二压区温度120℃，压区压力100kN/m；一组干燥用汽76kPa；使用化学助剂，以改善网部助留效果，同时可有效增加纸页的结合强度。1.3主浆料工艺调整林熹主要采取以下四项措施：(1)改变传统的GP浆的生产工艺，变细磨为粗磨，加强和改进筛选，改善纤维组分；(2)在DIP浆系统中稳定加入约30%的杂志纸，提高DIP浆的白度和裂断长；(3)完善化学浆打浆系统，采用锥形磨浆机2台串联磨浆，浆料浓度由原来的2.5%提高到3.5%～4.0%，打浆度稳定在25～30°SR，裂断长达到了5000m以上；(4)在清除有害树脂障碍方面，使用美国EDT公司生产的生物酶，利用生物酶把甘油三酯(TG)水解成甘油和脂肪酸，并对脂肪酸进行固定处理，既消除了树脂障碍对造纸抄造过程的影响，又能使用新鲜马尾松原木，进一步提高了TMP和GP浆的质量。　2品产品质量分析林熹为了完善我公司生产的45g/m2低定量胶印新闻纸的产品质量，现将用户普遍满意的日本王子公司、NPI公司的产品质量检验结果(也是我公司奋斗的目标)，与国家标准及我公司生产的产品质量检测结果列于表1。表1新新闻纸质量检验结果测试项目单位国家规定(优等品)南纸日本王子日本NPI定量横幅定量变异系数纵向裂断长横向撕裂度平滑度(正面/反面)亮度不透明度色调 L*参考值 a*b*紧度同班次纸的色差尘埃度0.5～4.0mm2 不多于其中1.5～4.0mm2 不多于大于4.0mm2宽度偏差交货水分卷筒接头外观纸病检验结论g/m2%mmNs%%  　 g/cm3 个/m2　 　 mm%个/卷　45.0±5%≤2.5≥3900≥200≥32≥52.0≥86.0≥80-0.2～10.0＜10.0-≤2.5　644不许有±3.06.0～10.00无　44.7～45.10.453403807556.590.5～91.081.3-2.13.1-1.2　10001.08.80无合格45.7-475360583.0/78.658.093.082.6-0.64.20.66-　1200    合格44.7-513950738.8/45.155.894.581.00.063.60.61-　1000 　   合格备注：表面强度（蜡棒）：南纸正面#10，反面#9，厚度61.5μm，紧度0.72g/cm3；日本王子正面#10，反面#9；日本NPI正面#8，反面#10。林熹从表1看出，我公司生产的产品质量指标均超出国家规定的质量标准，与日本王子公司、NPI公司也无明显差别，但是在横向撕裂度与不透明度上尚有些差距。随着纸页定量的降低，纸页的强度会随其定量的降低呈线性关系下降，而不透明度的降低与定量的降低呈非线性关系，参看图1、图2。图1 绝干纸定量与不透明度的关系图2 绝干纸页定量与撕裂度的关系林 如何从这二个关系中找出最佳控制点是我们改进45g/m2纸及更低定量纸质量的工作重点。下面是我们对撕裂度与不透明度的质量分析。2.1对对撕裂度的质量分析2.1.1对撕裂度对印刷过程的影响林熹目前，许多企业通过引进先进的造纸技术与设备，纸页的纵向抗张力均能超过4500m以上，其抗张强度能适应印刷过程中的强大张力，可是应该指出的是：在高速轮转印刷中，纸页的动态强度比纵向抗张力更为主要。因为在印刷运行过程中，纸的牵引除了有纵向张力作用之外，还有横向摆动、纸边的拉伸张力和由此而产生的应力集中，容易在纸的边上裂口。例如，在胶印过程中纸幅的张力为0.1～0.2kN/m，而定量为45g/m2纸的裂断长为1.5～2.0kN/m，即大10倍，但有时还要断纸，这自然与印刷过程中操作不当而产生不应有的过大脉冲有关，但不能不说也与纸的撕裂强度有关，特别是现有高速轮转胶印机的换纸卷都是在不停机、高速自动连续粘接中进行，那对纸页的撕裂度的要求就更为强烈。2.1.2对撕裂度影响因素分析林熹过去人们一致认为：纤维长度是影响纸张撕裂度的主要因素，但现在更多的理论认为：撕裂度对纤维强度的依赖性要远比对纤维长度的依赖性大。纤维结合力大的纸张，撕裂度主要取决于纤维强度的大小，只有在纤维结合力非常小的情况下，撕裂度才依赖于纤维长度。而撕裂能量主要来源于纤维断裂时能量的释放，而不是纤维结合力的破坏或纤维被拉出。在新闻纸生产过程中所使用的几种主要纤维原料，由于其纤维本身的结构不同，强度值也不同，那它对纸页撕裂强度的影响也不尽相同，SBKP＞DIP＞TMP＞GP，见表2。图3为不同纤维原料打浆度与撕裂度的关系。针叶木化学浆的撕裂度为阔叶木化学浆的2倍。CTMP浆的撕裂度位于阔叶木化学浆的范围间。TMP对磨木浆的优势随着打浆度的增加而变小。从表2、图3可以看出：增加化学浆的比例，的确可使新闻纸的撕裂度有所提高，且方法简单。可是会造成二点不利，第一是会降低纸页的不透明度；第二更重要的是增加了纸的成本。要解决降低纸的定量后撕裂度与不透明度降低的问题，笔者认为最有效的方法应当是从所使用的纤维原料中去寻求一种强度较大和不透明度较好的浆种，如DIP浆，以及优化浆料配比，采用化学助剂与新型填料，才是解决低定量新闻纸质量的根本出路。在生产操作过程中还应注意撕裂度与紧度之间的关系，见图4。由图4可见，初始撕裂度随紧度提高而增大，当超过某一紧度值后，撕裂度值随紧度的增大而急剧下降。除此之外，在生产过程中要注意调整浆网速比，缩小纵、横向拉力比，也可以达到提高撕裂强度的作用。图3 撕裂度与打浆度的关系 图4 撕裂度与紧度的关系表2纸纸浆物理性能和光学性能名称GPTMPDIPSBKP裂断长 km撕裂指数 mN·m2/g比散射系数 m2/g白度 %2.02874051.03.06060053.03.57550053.04.019030060.5表3几几种填料的特性名称折光指数比表面积m2/g白度%油墨吸收性mg/100g填料留着率%酸性中性UF白炭黑钛白粉瓷土(高岭土)滑石粉改性膨润土1.651.4～1.52.551.551.552.5210～30100～20012～250.5～1.03～101.50～1.5397～9890～9898.580～9080～90＞100150～250200～30020～4030～6020～5062.6574736---542716---2.2提提高不透明度的方法新闻新闻纸的不透明度是决定透印的主要因素之一，特别是在生产更低定量的新闻纸时更显如此。它主要取决于浆料的种类、填料与纸页的成形结构等。在以木材为主要原料的各种机械浆中，光散射系数大的浆料，不透明度就高，因而对浆料的选择成了解决不透明度的第一首选。当然也还必须注意调节好纸页的白度，白度每增加5%，不透明度下降2%。其次，讨论细小纤维对不透明度的影响，生产中可把细小纤维作为填料浆加入到浆料的配比中，能有效提高纸页的不透明度。细小纤维组分的最大特点是光散射系数大，为126m2/kg，是中纤维组分(49m2/kg)的2倍多，是长纤维组分(32.7m2/kg)的3倍多。然而必须指出，在使用细小纤维作为填料浆时，一定要同时使用细小纤维助留剂。再次，对于填料，要选择吸墨能力强的填料，阻止油墨向纸的厚度方向渗透。当前可选用白炭黑和尿醛树脂填料(UF)。他们不但白度高于瓷土和滑石粉，而且留着率也是很高的。也可选用如改性膨润土+滑石粉之类的填料作为混合填料，既经济又可取得较好效果，见表3。采用UF及白炭黑作为填料，不仅能提高纸的不透明度和白度，还可以防止掉粉掉毛。在生产中要经常测定浆料的Zeta电位，调整pH值或加入其它助剂使Zeta=0，则填料留着率可达最高值。此外，随着新的特殊填料的出现，在使不透明度和白度增加的同时，不降低纸的原有强度。这为增加填料用量提高不透明度开辟了一条新的途径。新闻另外，纸页的调色，纸的颜色愈深，不透明度就会增加。降低纸的色纯度2个单位，大约会增加不透明度1个单位。如选用双网成形器、多层成形工艺、软辊压光机等都会提高纸页的不透明度。　3品产品质量评价与讨论3.1关2001年3月，研制、开发的45g/m2低定量胶印新闻纸通过了国家级新产品技术鉴定。专家一致认为：产品质量优良，属国内首创。在高速轮转胶印机上试印彩色报纸获得成功，文字清晰、图片美观，适印性好，不断纸，不糊版，达到国外同类产品水平。3.2关随着二期500t/d脱墨浆的投产，新闻纸的纤维组织将得到进一步改善，产品会更具有市场竞争力。3.3关降低新闻纸定量是个双赢项目。我公司可年产8.5万吨45g/m2新闻纸，每吨45g/m2新闻纸比49g/m2新闻纸可多印3600份报纸，相当于每年可多生产6800t新闻纸，年节约木材21000m3。做到社会效益与经济效益双丰收。□　参考文献［1］国家轻工业局提出造纸急需开发的新品种.中华纸业，2001,(2)：60［2］纸和造纸，1993,(4)：38［3］中华纸业，2000,(2)：13～15