加填就是在紙料的纖維懸浮液中加入不溶于水或微溶于水的白色礦物質(zhì)微細(xì)顏料，使制得的紙張具有不加填時(shí)難以具備的某些性質(zhì)[1]。常用的造紙?zhí)盍嫌刑妓徕}、滑石粉、高嶺土等。碳酸鈣等造紙?zhí)盍鲜羌垙堉谐�纖維原料外含量最大的組分，因其具有價(jià)格低廉、減少紙張纖維用量、降低生產(chǎn)成本的同時(shí)提高紙張的平滑度和透氣度;改善紙張的光學(xué)性能(白度、不透明度和光澤度)、印刷性能和書寫性能等[2]優(yōu)點(diǎn)而廣受造紙生產(chǎn)者的喜愛(ài)。但無(wú)機(jī)填料顆粒小、比表面積大，傳統(tǒng)的加填工藝會(huì)阻礙纖維之間的氫鍵結(jié)合，降低紙張強(qiáng)度;且生產(chǎn)過(guò)程中加入的填料越多，紙張中纖維間的結(jié)合力受到的影響越大，紙強(qiáng)度下降越明顯[3]。此外，在紙張中加入填料雖然可以改善網(wǎng)部濾水性能，提高濕紙幅干度[4],但填料含量增加的同時(shí)一般會(huì)出現(xiàn)濾水過(guò)程中填料的留著降低、紙機(jī)施膠障礙等其他不利影響,過(guò)高的填料含量還會(huì)降低紙張的表面強(qiáng)度，導(dǎo)致成紙?jiān)谑褂眠^(guò)程中出現(xiàn)掉毛掉粉現(xiàn)象[5]。如何改善加填工藝，增加填料的加入量已成為了造紙行業(yè)的一大課題，目前已有許多研究者們提出了不同的改善方法。華南理工大學(xué)李海東[6]提出，雙元助留體系下預(yù)絮聚填料后得到的加填紙張的抗張強(qiáng)度、耐破度等強(qiáng)度與傳統(tǒng)加填工藝生產(chǎn)的紙張相比均有不同程度的提升。張金朝[7]的研究表明，PCC-乙酸纖維素和PCC-乙酸丁酸纖維素等新型雜化材料在一定程度上可以增強(qiáng)填料和纖維間的結(jié)合力，從而提高紙張的強(qiáng)度。此外，大量研究均表明，不管是填料預(yù)絮聚技術(shù)[8,9]，還是填料改性技術(shù)[10,11]，都可在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)加填技術(shù)對(duì)造紙產(chǎn)生的不利影響，提高紙張強(qiáng)度、降低助留助劑的用量、增加紙張灰分、降低生產(chǎn)成本。在此理論研究基礎(chǔ)上，我公司某生產(chǎn)車間進(jìn)行了填料包裹劑在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用試驗(yàn)，試圖在不影響強(qiáng)度指標(biāo)的前提下，提高成紙灰分、降低生產(chǎn)成本。

　　1填料包裹劑應(yīng)用情況

　　1.1填料包裹劑試驗(yàn)環(huán)境介紹本次填料包裹劑預(yù)處理填料技術(shù)試驗(yàn)的機(jī)臺(tái)為年產(chǎn)文化紙40萬(wàn)t的生產(chǎn)線，其主要產(chǎn)品為膠版印刷紙。試驗(yàn)紙種為100g/m2膠版印刷紙，紙張灰分含量不低于27%。試驗(yàn)采用了某化學(xué)品公司提供的兩種填料包裹劑：DEV617和DEV620，均為高分子聚合物。其作用原理是增大填料粒徑，減小比表面積，增加纖維之間的氫鍵結(jié)合點(diǎn)，從而達(dá)到增加填料保留、提高紙頁(yè)強(qiáng)度等目的。1.2填料包裹劑添加工藝包裹劑DEV617和DEV620按一定比例添加，加入量為共計(jì)0.65kg/t紙(此數(shù)據(jù)由實(shí)驗(yàn)室評(píng)估和生產(chǎn)成本預(yù)算綜合確定)。加入位置如圖1所示。

　　2填料包裹劑使用效果跟蹤

　　2.1紙機(jī)及白水變化在原加填工藝的基礎(chǔ)上，加入填料包裹劑后，紙機(jī)網(wǎng)部脫水量、壓榨部的線壓、白水濃度等如表1所示。從表1可以看出，加入填料包裹劑后，紙頁(yè)出網(wǎng)部干度提升0.5%，壓榨部一壓、二壓的線壓及前干燥的蒸汽小范圍內(nèi)下調(diào)，紙機(jī)白水濃度降低0.04%。可見(jiàn)，添加填料包裹劑后紙機(jī)系統(tǒng)的脫水效果確實(shí)得到了有效地改善。2.2助留助濾劑用量變化情況紙機(jī)系統(tǒng)的濾水情況在使用包裹劑后有所改善，試驗(yàn)時(shí)保持系統(tǒng)白水濃度穩(wěn)定的條件下對(duì)助留助濾劑的用量進(jìn)行調(diào)整，具體變化情況如表2所示。本次試驗(yàn)中，固體助劑的用量固定不變，僅對(duì)PAM和微聚物進(jìn)行調(diào)整;數(shù)據(jù)取自調(diào)整工藝后穩(wěn)定生產(chǎn)4h內(nèi)的平均值。從表2可以看出，使用填料包裹劑后，不改變成紙灰分時(shí)，PAM的用量降低130mg/l左右，微聚物的用量降低170mg/l左右;增加1%～2%的成紙灰分后，PAM的用量降低100mg/l左右，微聚物的用量降低130mg/l左右。可見(jiàn)，填料包裹劑可有效降低助留助劑的用量。因提高成紙灰分含量需增加一定的助劑用量。2.3成紙灰分不變，紙張強(qiáng)度變化情況纖維間的結(jié)合力是決定紙張強(qiáng)度的重要因素。圖2、圖3為不改變成紙灰分時(shí)添加填料包裹劑后紙張的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和抗張指數(shù)變化情況，圖中橫坐標(biāo)為紙輥序號(hào)。從圖2、圖3中可以看出，在不改變紙張灰分的條件下，加入填料包裹劑后成紙的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度和抗張指數(shù)均有所增加，這與填料包裹劑可增大填料顆粒，減小比表面積，增加纖維之間的氫鍵結(jié)合點(diǎn)，增強(qiáng)紙張強(qiáng)度的作用原理相一致。其中，紙張內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度改變不明顯，約增加5%;抗張指數(shù)提升26%左右，提升效果較好。2.4成紙灰分提高，紙張強(qiáng)度變化情況紙張強(qiáng)度性能是限制造紙加填含量提高的重要因素之一。對(duì)高灰分含量紙來(lái)說(shuō)，使用傳統(tǒng)加填工藝?yán)^續(xù)提高紙張灰分含量勢(shì)必會(huì)影響紙張的強(qiáng)度。圖4、圖5為提高1%～2%的成紙灰分，填料包裹劑對(duì)紙張強(qiáng)度性能的影響情況。從圖4、圖5可以看出，提高1%～2%的成紙灰分時(shí)，在不使用填料包裹劑的情況下，紙張的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度與抗張指數(shù)均呈下降趨勢(shì);而添加了填料包裹劑后，紙張的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度沒(méi)明顯變化;抗張指數(shù)與試驗(yàn)前相比略有降低，但總體變化不大，能滿足生產(chǎn)需求。2.5成本核算提高1%～2%的成紙灰分，紙張纖維及助劑化工成本可降低86元/t紙左右;填料包裹劑增加的化工成本為22.75元/t紙左右，總的生產(chǎn)成本可降低63.25元/t紙左右。

　　3填料包裹劑使用結(jié)論

　　將填料包裹劑預(yù)處理填料技術(shù)應(yīng)用到造紙生產(chǎn)中，從紙機(jī)濾水情況、紙張強(qiáng)度等方面考察該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況。3.1紙機(jī)系統(tǒng)濾水情況：使用填料包裹劑后紙機(jī)濾水性能有所改善，在白水濃度不變的前提下，助留助劑的用量均有所降低：PAM的用量降低100～130mg/l;微聚物的用量降低130～170mg/l。3.2不調(diào)整成紙灰分的前提下，使用填料包裹劑后紙張的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度提升5%左右，抗張指數(shù)增強(qiáng)26%左右;在紙張強(qiáng)度性能滿足生產(chǎn)需要的前提下，填料包裹劑的使用可將成紙灰分提升1%～2%，有效降低生產(chǎn)成本。3.3填料包裹劑在造紙中的實(shí)際應(yīng)用情況良好，優(yōu)化生產(chǎn)工藝的同時(shí)還降低了生產(chǎn)成本，噸紙成本約降低63.25元，為公司帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

　　《填料包裹劑在造紙生產(chǎn)的應(yīng)用》來(lái)源：《中華紙業(yè)》，作者：劉澤華 何水淋 鐘洪霞 張淑俠