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化學機械漿是在傳統的機械漿基礎上發展起來的清潔高效制漿技術。自20世紀70年代 化學機械漿生產線投產以來發展迅速?;瘷C漿得率較高,成本低且具有高松厚度和不透明度、挺度好等優點。同時較大的表面積,以及較高的細小纖維含量等這些獨特的性能使得化機漿在造紙廠中應用越來越廣。
化學機械漿初期開發的是亞硫酸鹽處理的化學熱磨機械漿(CTMP或BCTMP),堿性過氧化氫機械漿(APMP)是20世紀80年代末至90年代初在BCTMP的基礎上發展起來的,90年代對傳統APMP制漿工藝改進開發了PRC-APMP。
由于化機漿的特性很容易通過調整化學預處理和漂白段的工藝條件得以調整,因此,更方便其用于多種紙種的生產,如印刷紙、多層紙板、生活用紙和其他特種紙等。
印刷紙
在我國,通常把除新聞紙外的所有印刷書寫紙統稱為文化用紙,又按是否涂布將其分為未涂布文化用紙和涂布文化用紙兩大類。
典型的未涂布文化用紙包括雙膠紙、書寫紙、輕型紙、SC紙、靜電復印紙和打印紙等;涂布文化用紙主要為輕量涂布紙和銅版紙等品種
化機漿的高松厚度在配抄時保證厚度的前提下減小定量,且成本較低,在生產低定量新聞紙方面具有獨特的優勢。
在生產SC紙時紙張的透氣度是一項重要的指標。
對SC影印紙而言,表面粗糙度同樣有著很嚴格的要求。
透氣性和粗糙度都取決于纖維內部和外部在磨漿處理時的好壞,化機漿在制漿過程中纖維得到充分的細纖維化,再加上化學藥品對纖維的軟化作用,能夠滿足該種紙對較低的透氣度和表面粗糙度的要求。
紙板
化機漿的強度優于機械漿,具有良好的松厚度、不透明度和挺度,以化機漿替代部分化學漿,用于涂布白紙板的中間芯層,對改進產品的松厚度和挺度效果很好。
在白卡紙的生產過程中,APMP主要用于面層和芯層,減少化學木漿在面層的使用量,適當提高紙板挺度,改善紙板表面印刷適性,降低成產成本。
在多層紙板中,化機漿多用在芯層,能夠很好的促進紙板的挺度和松厚度。用于多層紙板中的不同化機漿性能不同現在應用較多的是楓木化機漿,楓木纖維短, 但是纖維直徑較大,可制成高松厚度的漿料。
楓木化機漿抄造的紙板中間芯層具有較高的松厚度和好的勻度,以及較低的定量,同時芯層漿對白度的要求不高,因此楓木難漂白的特點并不影響它在芯層的應用。
衛生紙和生活用紙
在衛生和生活用紙方面,重要的使用性能是吸水性和柔軟度。
衛生和生活用紙的銷售是按照體積來定量的,這意味著高的松厚度是非常經濟實惠的,同時高的松厚度也表明高的吸水能力。
一般衛生和生活用紙,采用起皺來獲得松厚度,但紙漿的松厚度也影響成品的松厚度。
正是松厚度和經濟效益使得化學漿在衛生和生活用紙方面更具有吸引力。
雖然化機漿的叩解度、紙漿強度、吸水性、手感等技術參數和化學漿有較大差別, 不適應單獨抄造衛生紙,但是可以在廢紙脫墨漿中加入適量楊木化學機械漿來改善衛生紙的部分紙張性能。
在脫墨漿中摻入25%的化學機械漿, 生產出的衛生紙基本滿足了企業的質量要求。
在廢紙原料中適當摻入部分楊木化機漿, 可以增加紙頁的挺度手感。
由于針葉木(云杉)BCTMP具有大量細長和柔軟的長纖維,表現為優良的松厚度和吸收性,因此,它在衛生和生活用紙中已得到廣泛應用。
闊葉木BCTMP如白楊、白樺和紅楓,與云杉BCTMP相比,纖維平均長度要短一些。
楓木纖維顯著地增加了衛生和生活用紙產品的松厚度,還可以給產品帶來一種柔軟“感覺”。
樺木BCTMP的纖維與其他的闊葉木BCTMP纖維相比,纖維的平均長度要長一些,但與闊葉木化學漿相比,它有非常高的松厚度和媲美的強度性能。
而且,樺木BCTMP能漂白到90%ISO的白度(通常商品漿白度為85%ISO ),并具有更高的白度穩定性。
在衛生和生活用紙方面,BCTMP的加入量一般衛生紙為20%~30%,面巾紙10%~20%,手巾紙30%~40%。
隨著衛生和生活用紙造紙機濕部的改良,BCTMP的用量可以提高到30%~50%。
特種紙(無碳復寫紙、裝飾紙為例)
特種紙一般是將不同的纖維利用抄紙機抄制成具有特殊機能和用途的紙張,特種紙針對性強、應用面窄、需求量小。
而特種紙的原料除了植物纖維之外,通常配有其他各種非植物纖維, 如化學纖維、碳素纖維和金屬纖維等,這樣就能夠彌補原來天然纖維的某些弱點,有利于提高成紙的品質。
化機漿在某些特種紙中也有應用,少數紙種中用量比較大。
適量化學機械漿配抄無碳復寫原紙在工藝和產品質量上是可行的,而且相對化學漿,化學機械漿對節能降耗、減排以及節約木材資源均有利;化學機械漿的成紙松厚度好、不透明度高,能增加紙的挺度,有利于改善平板無碳復寫紙的印刷性能;無碳復寫紙的定量一般較小,提高成紙的不透明度有利于減少紙的透印。
在壁紙原紙中化機漿的含量較高,主要是因為化機漿能夠在不影響壁紙原紙性能的前提下降低成本以及需要降低的伸縮率。
由于化學機械漿具有多種不同的特點和優點,能夠表現出來優越的功能,在不同的紙種中應用越來越廣泛。
但是在一些相對較新的應用領域化機漿應用還不夠充分。
只有不斷地改善化機漿的成漿質量才能夠滿足市場對高質量低成本紙產品的需求。
作為造紙工作者,更應該充分利用化機漿生產工藝的優勢,研究不同的原料特性,在化學處理階段優化漿料的性能以滿足更多的紙種要求,降低制漿能耗,使得化學機械漿用于紙張生產的優勢更加明顯。