树脂障碍的综合性化学解决方法

近年来，由于造纸原料中废纸比例的增加和造纸白水封闭循环程度的提高，造纸过程中的树脂障碍越趋严重。在碎浆阶段可以部分除去来自废纸的树脂，但残余部分树脂将被带进造纸过程中。这将给造纸成形网、压榨、烘缸等造成很多麻烦。如果碎浆阶段的树脂去除不完全，树脂障碍将会频繁发生。树脂障碍会增加化学品消耗，降低生产效率；因此，解决树脂障碍问题最好的办法是在碎浆阶段除去更多的树脂。该文对影响解决树脂障碍问题的重要因素进行了阐述，并介绍了最新的树脂控制技术。

1　序言

近年来，由于造纸原料中废纸比例的增加和造纸白水封闭循环程度的提高，造纸过程中由胶粘物引起的树脂障碍出现了增加趋势。这对追求系统稳定、提高质量的造纸工作者来说是重大的课题之一。传统的树脂控制方法一般使用微细滑石粉、表面活性剂和阳离子聚合物（凝聚剂）等，以较低的成本获得了较好的效果；但是由于最近对产品品质、生产效率的要求进一步提高，有时用传统的树脂控制技术很难取得满意的结果，因此需要新的解决方法。

2　树脂的产生机理

树脂可分为来自木材的树脂和来自废纸的树脂，随着造纸原料中废纸比例的增加，产生问题的主要原因是来自废纸的树脂。废纸中所含的胶粘物经过压力筛、浮选器和过滤器洗涤等原料制备过程被部分除去，残余部分进入造纸过程。残留在造纸过程中的树脂颗粒在白水循环系统中凝聚、增大，成为产生纸张表面缺陷的原因；并且，由于树脂的黏性，它会从纸面转移到成形网、毛布、压榨辊、干网和烘缸表面上等，脱落下来的树脂转移到纸面将产生纸病，见图1。

3　树脂量的测定

作为掌握纸浆中树脂含量的方法之一，我们采用了如图2所示的测定方法。

如图2所示，首先用实验室压力筛处理浆料，其排渣部分在滤纸上回收。烘干回收的排渣和滤纸后，将碳酸钙涂布纸盖在滤纸上加热压榨，使碳酸钙转移到排渣中带有黏性的部分上（图3）。用扫描器对碳酸钙转移处（白色部分）的个数、面积进行图像解析，测定纸浆中树脂数量（面积比率）。

图1　树脂障碍的典型现象

图2　树脂量的测定方法

4　影响树脂量的因素

图3　碳酸钙转移后的滤纸

4.1季节因素

图4为某纸厂1年中挂面纸板面层原料中所含树脂的测定结果。

图4　树脂面积占比与月平均气温的关系

由图4可见，纸浆原料的夏季与冬季温差接近10℃，夏季的树脂量比冬季增加了2～3倍。这是由于水温较高时，树脂较容易软化，在碎浆机、压力筛等产生剪切力的工序中，树脂容易被打碎等原因，降低了压力筛除去树脂的效率。

4.2原料因素

分别对新闻废纸、杂志废纸和瓦楞废纸碎浆进行树脂含量的测定，测定结果如图5所示。

图5　不同类别废纸的树脂含量

由图5可知，与新闻废纸相比，杂志废纸、瓦楞废纸的树脂含量非常高。

5　树脂障碍的解决方法

树脂控制剂大体上可分为浆内添加型和外部添加型。

（1）浆内添加树脂控制剂在纸浆浆料中添加，使纸浆中的树脂稳定分散，因而抑制了树脂因凝聚而变大，并且通过将树脂抄入纸中的作用，具有防止树脂从纸面转移到其他抄造工序的效果。还有一些类型的添加剂具有在树脂表面形成薄膜，降低树脂黏性的作用。

（2）外部添加型树脂控制剂添加在成形网、压榨辊和毛布等上面，连续洗涤，或者由于涂布作用，具有防止从纸面转移出来的树脂堆积、变大的效果。

根据以前的经验，使用外部添加型树脂控制剂时，树脂有延迟到后道工序出现的倾向；使用浆内添加树脂控制剂，使纸浆制备工序带进抄造系统的树脂量减少，对稳定操作性具有重要意义。

6　脱黏剂DIA-SR-70

脱黏剂DIA-SR-70是一种在浮选工段中与脱墨剂同时使用，使胶粘物改性成较易通过浮选处理、除去浮渣的同时除去的浆内添加化学品。使用DIA-SR-70能减少浮选处理后的树脂量，提高脱墨浆的品质，见图6。

图6　同时使用脱黏剂可除去更多的树脂

7　酶制剂OPTIMYZE

从2004年开始使用的浆内添加树脂控制剂OPTIMYZE，现在不少纸/纸板厂在使用，见表1。

酶制剂OPTIMYZE是一种含有对树脂的起因物质，聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯中存在的酯结合具有特异分解作用的酶（酯酶）的树脂控制剂。图7为纸浆中添加酶制剂OPTIMYZE（添加量为质量分数100×10-6）后树脂量的测定结果。

表1　酶制剂POPTIMYZE在日本的使用实绩

图7　OPTIMYZE添加前后树脂量的变化

由图7可见，只需要对纸浆添加酶制剂OPTIMYZE质量分数100×10-6，就具有使树脂分解、去黏化、减少树脂量的效果；但是，由于酶的特性，受温度、pH、接触时间和干扰物质等条件的影响，酶制剂OPTIMYZE有时不能完全发挥效果。

8　浆内添加树脂控制剂MP

树脂控制剂MP是2012年新开发的浆内树脂控制剂，正在几个纸厂的纸机上试用（2013年5月）。树脂控制剂MP是一种以天然高分子为主要成分的胶乳制剂，它的作用是使树脂表面黏性失去活性，提高树脂的分散性；因而它具有抑制树脂的凝聚、增大这种传统树脂控制剂所不具备的效果，见图8。

树脂控制剂MP和OPTIMYZE的组合使用，能使被酶分解，微细化后的树脂分散，稳定，通过MP的作用，抄进纸中，带出白水系统，因此能进一步改善树脂障碍问题，见图9。

9　外部添加型树脂控制剂

图8　MP效果确认的试验结果

图9　OPTIMYZE和MP组合使用的叠加效果

虽然采用浆内添加树脂控制剂能减少树脂量，但在因某些原因树脂的绝对量增加、被带进抄造工序造成障碍的情况下，需要使用适当的外部添加型树脂控制剂。为此，开发了毛布清洗剂、压榨辊污染控制剂SPH和网部污染控制剂W和FE，见图10。

图10　外部添加型树脂控制剂在抄造工序的应用场所

10　结束语

树脂障碍与废纸质量、不同季节的水温变化和筛选效率等多种因素有关，已成为突出的问题。针对纸/纸板厂的树脂问题，从多角度对其原因进行了分析，通过多年积累的数据、技术，对解决树脂障碍起到了助推作用。如果能在备浆工序充分除去废纸中的树脂，可以降低造纸工序的树脂控制费用，给整个造纸过程带来好处。

（杜伟民编译）