王笃泽

（济南赛沃贸易有限公司， 山东 济南 250002）

性能卓越的造纸化学品对造纸技术进步的促进作用

王笃泽

（济南赛沃贸易有限公司， 山东 济南 250002）

最近10年，中国造纸工业的发展非常快，据权威统计，截止到2012年底中国纸和纸板总产量达到10 250万t，跃居世界首位。在此发展期间，我国的造纸新设备、新工艺、新技术、新材料的应用和开发取得了非常喜人的进步。回顾和总结了性能卓越的造纸化学品的试验、推广和应用，以及其对推动造纸技术进步的影响，同时列举几个典型的性能卓越的化学品的开发和应用的例证，来表述其对中国造纸技术进步的事实。

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1 性能卓越的造纸化学品对造纸技术进步的促进

根据最近10年的国内造纸技术发展的经历，认为中国造纸技术进步除了依赖国家的好政策、新的技术装备、新的工艺应用，新性能的化学品材料也是非常重要的。

一个最明显的例子是涂布纸的发展与高性能重质碳酸钙浆料的关系：

2003年全国纸和纸板总产量为4 300 万t，其中涂布纸产量为240 万t；2012年全国纸和纸板总产量为10 250 万t，其中涂布纸产量为780 万t。

涂布纸涂料的颜料中的重质碳酸钙（GCC），10年前用于面涂的GCC还主要是90级的标准（即粒径分布中小于2μm的比例不小于90%），这个标准中实际固含量的指标小于72%，黏度也在500 mPa·s 左右； 在这样的标准下，涂布纸面涂配方中，高档瓷土的比例不小于50%，GCC不高于50%，而且涂料固含量往往小于62%。对于高固含量（75%）、窄粒径分布（95级以上）、低黏度（小于300 mPa·s)的高级GCC浆钙也只有国际上著名的Omya和 Imerys 等少数专业公司能够提供，而且价格也颇高。在当时没有被广泛使用。

目前国内涂布纸生产中，面涂涂布配方中颜料70%以上比例是GCC，而且面涂的GCC已经普遍使用98级的标准（即粒径分布中小于2μm的比例不小于98%）。GCC浆钙的固含量高达76%，黏度小于350 mPa·s, 1 h黏度差小于150 mPa·s. 涂布机速度更快，涂料固含量高达70%；等等。

GCC浆钙质量的大幅度提高，极大地帮助了涂布涂料配方的优化，涂布工艺的进步，涂布纸质量的提高。

高质量的GCC浆钙的生产，得益于新的研磨设备的引进，卓越性能的化学品引进和应用，并通过不断提高和完善的试验摸索，国内多个大型企业已经能够成功地生产多种级别的高性能的GCC浆料。

对于高性能的GCC浆钙的湿法研磨生产工艺，除了高性能的研磨设备、自动化的过程控制系统外还必须借助进口高端分散剂来进行。如日本San Nopco的前端添加分散剂 SN-Dispersant 54和后端添加分散剂 Nopcal LX-7合理搭配使用，成功地生产了超细粒径、窄粒径分布、高固含量、低黏度、低黏度差的高性能的GCC浆钙。在此基础上，某些大型涂布纸机完全实现了面涂颜料100%全部使用GCC（无瓷土配方），涂布固含量可以高达70%，而产品质量得以大大提高，生产成本也大大降低。

近几年的反复对比试验（见表1）证明：高性能的分散剂，尤其是高性能、高技术含量的后端分散剂对于湿法研磨超细粒径、高固含量、低黏度、高性能、低黏度差的GCC浆钙是必需的关键的因素。

高性能分散剂的引进和使用、高性能的GCC浆钙的普及应用，也大大地推进了国内涂布纸技术的进步。

表1 以前和当今不同等级的GCC浆钙的指标比较

如此类似的例证的造纸化学品还很多，诸如：法国Coatex 公司的Rheocoat 102 可以提高涂布的涂料固含量，降低黏度，提高涂布机的速度等；

2 技术支持是性能卓越的造纸化学品应用推广的关键

国外进口的性能卓越的造纸化学品得以很好地推广，主要也得益于其细致周到的、专业性的技术支持。国外产品的性能特点突出，其应用有针对性，而且其技术团队提供的技术服务也具有非常强的专业性。

通常地，进口的造纸化学品的价格较高，但是其附带的技术服务是免费的，而且是高附加值的，并且提供某个技术项目的合作，客户会同时获得一些先进的技术理念，以及相关的对问题的分析、解决的方法。对于不同的客户现场的具体情况，供应商的技术团队均会根据提供的化学品的性能，结合客户的使用要求、设备和工艺现状等提出技术应用建议书或方案，并往往会参与客户的中试试验，与客户一起总结并优化使用工艺，等等；

通过多次的同类别的国内、国外造纸化学品的试验比较，以及国外技术团队的现场技术支持，国内客户大多接受了一个理念：“性价比”，而不是单单的“产品单价”。在这个理念下，高性能的产品也得以能维持高价格的生存空间。同时，这也促进了客户的产品质量的升级、高附加值产品市场的开拓以及企业效益的提高。

例证1：杜邦钛白粉（Ti-Pure Rutile R796+）用作高档装饰原纸的填料。它具有高的颜料白度；色相的稳定性能；窄的粒径分布；在包膜处理上既考虑到了适于水相中的润湿分散性能，有兼顾了高端装饰原纸要求的耐候性能；重要的是它还针对造纸湿端添加的pH值范围，控制包膜后的粒子的等电位点，这样就有利于该型号的钛白粉的留着率的提高（这一点上，体现了杜邦的专业性）；等等。因此在客户使用该产品时，可以指导客户在分散方法、加添位置、湿端pH值等方面，指导客户调整，可以帮助用户在钛白粉助留、纸页匀度、成本控制等方面提供有价值的专业化的技术支持。

在2002年以前，国内高端装饰原纸市场绝对由欧洲的厂商控制，如特西诺采(Technocel)、阿尔诺维根斯(Arjo-Wiggins)、明仕克(Munksjo)等，但在2003年之后，杜邦专用于装饰原纸的钛白粉在中国推广之后，国内有数家纸厂依靠使用杜邦钛白粉(Ti-Pure Rutile R796+ ）完全能生产与国外相同品质的高端装饰原纸。目前，在中国高端装饰原纸市场上，中国品牌已经占据90%以上的市场份额。

例证2：旭硝子剂（AG-E060）用于食品级纸（卡）开发和生产。

在2000年以前，国内生产纸用的剂大多是硬脂酸和石蜡混合熬制的，但由于该产品不符合食品级的要求，因此从严格意义上来讲，生产的防油纸不能用于食品级的包装。自2002年之后，国外供应商的食品级含氟的剂被引进到国内，但大多是八碳型，随着人民生活的提高和技术的进步，后来发现八碳型含氟的剂中含有PFOA（全氟辛酸），属于非常难于降解的物质，并被发现有可能致癌的危险。根据市场的要求，供应商开发了不含PFOA的六碳性的含氟剂。由于八碳型含氟剂与六碳型含氟剂的性能有变化，因此藉此用于防油纸的生产时，相应的工艺条件必须进行调整。如旭硝子株式会社生产的六碳型含氟剂AG-E060，具有弱阳离子性、不含PFOA、符合FDA认证、良好的防油和防水性能。

在生产食品级纸时，旭硝子的技术团队通过结合剂的产品特性、客户的生产线的实际情况、原纸、配伍的表面施胶淀粉等等，首先会在试验室进行多个配方的试验，并不断进行优化，从中筛选和提出合适的技术方案，以及使用时的注意事项，供客户参考或注意。如使用旭硝子AGE060剂生产40 gsm的纸时，旭硝子会建议原纸的Cobb值的范围；配伍淀粉的离子型最好为阳离子或若阴离子，以确保不与防油剂产生絮凝现象；淀粉浆液的pH值范围要求；添加位置注意事项；干燥温度等提供技术支持。这些能帮助用户少走弯路，节省成本等。对于生产涂布卡的客户，旭硝子的技术团队也根据客户的生产设备状况，对客户的原纸Cobb值的范围、表面施胶淀粉的施涂、与剂配伍的涂布淀粉的离子性和pH值范围、涂布量的控制、干燥温度的控制、剂的添加等等提出技术方案和要求。

通过与国内多个纸厂的合作，这些纸厂已经能够生产出满足FDA、BfR等要求的纸、卡等包装材料，用于食品级的食物包装，销往国内和国外市场。该类的防油包装纸或纸卡，完全取代进口的相同性能的产品。

3 新性能的造纸化学品的研发与市场需求相结合

（1）对于新性能的造纸化学品的研发的目的或是适应市场的需要、或是引导市场的发展。

某些新产品的开发主要来自下游客户的需求，也就是生产商根据其下游客户的产品使用性能的要求，需要对其产品的性能做一种保证，而这种保证就需要相应的功能性的造纸化学品来完成。这种是适应市场需求的开发情况。

例证1：彩喷纸或耗材：由于这类彩喷纸或耗材的油墨是阴离子性的，所以在生产这类彩喷耗材（纸）时，涂布的面层涂料是阳离子性。这完全与传统的涂布印刷纸涂料的阴离子性体系不同。

对于阳离子性的涂布颜料的分散问题，尤其是纳米级的气相二氧化硅等分散问题，则需要阳离子型或非离子型的分散剂或流变性改进剂，为此：

法国Coatex公司根据此要求开发了非离子型的分散剂Topsperse JX A 和流变性改进剂Rheocoat J40。

德国CTP公司也为此开发了能与阳离子体系配伍的OBA（荧光增白剂）。

日本明成化学株式会社也为此开发了高性能的颜料分散体HB-35，等具有改善油墨吸收量、提高色密度和颜色鲜艳度、防止油墨渗透等性能。

目前，依靠进口的性能卓越的化工助剂等，国内已经建成多家数码材料专业公司并生产彩喷耗材，产品质量已经达到或超过国外进口产品，其中有相当部分出口到国外市场。对于彩喷涂布加工的基材，已经不仅仅依靠原纸，还根据用途开发了无纺布、涤棉、化纤布等基材，市场潜力非常之大。

（2）某些新产品具有某个或某些特异的功能或性能，可以适合于开发新的用途的产品市场。这种是开拓和引导市场需求的情况。

例证1：芬兰Huber公司生产的硅铝复盐颜料，牌号为Zeolex 123。鉴于它由于具有白度高、松絮外形、耐UV等性能的特点，可以用于生产高档装饰原纸，部分取代价格昂贵的金红石型钛白粉。

经过反复试验证明，该硅铝复盐颜料不但能克服钛白粉的拥挤效应、减少钛白粉的用量、降低成本，还能有利于钛白粉的颗粒助留。通过总钛白粉用量的10%比例的取代，可以完全达到要求的相同的干/湿遮盖度和耐候性等；而且钛白粉的留着率也有一定程度的提高。已在欧洲和国内生产厂家正常使用并大量推广。

例证2：杜邦大豆蛋白聚合物，牌号Sobind Balance LVL。鉴于该产品的胶液具有非常高的粘结力，有耐湿耐高温的特点，并结合高档纱管纸芯的要求，杜邦大豆蛋白聚合物公司开发了使用Sobind Balance LVL为主要成分，搭配其他功能化学成分的用于生产高档纱管纸芯的专用胶水。经过各大宝塔管的生产厂应用，并经高速纺纱机使用，证明使用此大豆蛋白聚合物制成的宝塔管不但具有同心度高、硬度好、耐高温蒸、适于高速纺机的要求。 另外，利用相同配方制成的胶水，也能适用于化纤芯管的制备。据了解，该高档芯管，目前仍需要从国外进口。国内的技术开发已经取得很大的进展。

4 对性能卓越的新的造纸化学品的开发建议和期待

据不完全统计，随着人们生活水平的提高、应用技术的进步、新市场发展的需要，对于新型的性能卓越的化学品的需求也不断增加。建议对于新的造纸化学品的开发，要紧密结合市场的需求。一种新的化学品的成功开发和成功应用，或将对某一类纸种带来革新性的发展。

目前造纸生产技术问题上尚有很多难题待解，尤其对新的性能卓越的造纸化学品的开发非常期待，下面列出了突出的几个产品，比如：

（1）杨克纸机生产线就急迫需要一种高效的光泽剂：鉴于杨克纸机机型大多没有配备表面施涂设备，而利用该机型主要生产单面光的 纸种，但是单面光纸的光泽度还达不到客户或市场的要求，或单面光泽度越高产品附加值更高的情况。对于高光泽度单面光纸的表面，要求应有一种看似涂蜡膜的感觉，而且印刷质量非常逼真和高档次。若能开发成功此类化学品，或将大大提高国内众多的杨克纸机的产品质量，以及开拓高光泽单面光纸的应用范围。

（2）适合于静电复印纸种生产的挺度改善剂：通过市场调研，我国绝大多数纸厂生产的静电复印纸普遍存在的质量问题就是挺度差、平滑度差、印刷质量差。这些差距也导致了国内生产纸的价格比进口知名品牌（如Double A)的价格约低3 000 元/t。据了解，虽然曾有多个化学品供应商对此领域进行开发和努力，但是至今尚未获得突破或进展。若能开发成功此类化学品，通过表面施胶等方式应用，改善或提高静电复印纸的质量，尤其在挺度等指标方面达到国外进口的同类纸的质量水平，则或将大大帮助国内诸多同类纸种的质量的提高，增加其产品的市场竞争力以及市场占有率。

5 结束语

（1）造纸技术的进步与造纸化学品的进步是与影相随的。性能卓越的造纸化学品的开发和应用能促进造纸技术的进步和升级，同样，造纸工业的发展和进步，也会促使为其服务的造纸化学品不断地淘汰旧品和推出新品。这种同步的发展永无止境。

（2）放眼整个造纸行业的各个不同的领域，需要很多性能更加卓越的造纸化学品来满足其不断革新和发展，同时也需要相应的更加先进的技术和服务来保证新产品的顺利开发和成功应用。