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滑石粉在水松原纸中的应用分析

2020-02-14陈向波

科技风 2020年2期
关键词:滑石粉

摘 要:随着人民对生活用品的感官要求不断提高,市场对水松原纸的质量要求也越来越高,因此对于水松原纸生产企业而言,提升水松原纸的印刷品质是最为重要的部分,而影响其印刷品质的最大因素就是水松原纸的印刷适宜性。文章通过对滑石粉代替碳酸钙作为水松原纸的填料进行相应的实验和比对分析,其实验结果表明,在水松原纸中,加入细度为15μm滑石粉作为造纸填料,在留着率、纸面匀度、印刷质量和效果等各个方面都比碳酸钙更好。

关键词:滑石粉;水松原纸;印刷适宜性

水松原纸作为一种特殊的工业用纸是卷烟生产过程中的重要材料之一,主要作用是对滤嘴和烟支进行卷接。

1 水松原纸的概述以及特性

1.1 概述

水松原纸是烟草行业中用来对滤嘴进行固定的外包装纸,并对卷烟进行装饰。原纸通过涂布以及加工印刷后成为水松原纸,其颜色主要呈橘黄色,是一种薄页纸,由于使用过程中的特殊要求,水松原纸不仅需要极佳的强度、均匀度和透气度,还要求纸质柔中见挺,良好的适印性、粘接性以及可切性,涂布滚花和印刷斑点必须清晰美观。

1.2 水松原纸的特性要求

1.2.1 定量要稳定

水松原纸定量波动越小越好,不然原纸的柔软度也会有极大的波动,如果定量太高,纸页就容易挺直,不能良好的胶粘,增加卷烟生产过程中的操作难度;如果定量太低,纸张抗拉强度难以保证,在涂布时会增加破损的次数,从而增加损耗。

1.2.2 抗张强度、撕裂度要大

水松原纸的抗拉强度和撕裂度应较大,以保证能够在涂布和卷烟时不容易出现断裂,才能更好地节约生产成本,其松紧度越高,纸质更容易柔中见挺,轧辊成型不容易打折。

1.2.3 伸长率要大

水松原纸生产完以后,还要进行涂布、分切、卷制,在这个过程中,纸张一直保持在纵向牵引状态,为了确保最后进行香烟过滤嘴包装时不出现断裂,水松原纸应该有较大的伸长率。

2 滑石粉的概述

滑石粉具有滑腻、硬度小、膨胀性和收缩性低、分散性高、遮盖力强、磨擦系数小的物理特性和极其稳定的化学性质,在纸张生产中加入滑石粉作填料能够有效提升纸张表面的光滑性、均匀程度和抗张强度,因此滑石粉在造纸行业早已是一种应用极为广泛的造纸填料,特别是一些有特殊用途的高档纸张都是选择滑石粉作填料。

一直以来,由于滑石粉的折射率较低,较少应用于薄页印刷纸中,因此水松原纸的生产通常使用碳酸钙作填料。

3 实验方案

3.1 抄纸试验

通常情况下,我们采用微米(μm)来代表滑石粉的细度,造纸行业最为常用的滑石粉细度有以下四个规格45μm、20μm、15μm、10μm。

通过抄纸试验,选择最佳细度的滑石粉,以便在后续的试验中使用。

为了和实际生产过程保持一致,实验使用的原、辅材料应该全部来自于机台,造纸的功能性助剂根据正常用量进行添加,灰分根据15%来设计,成品的定量根据34g/m2来设计,实验使用的设备主要包括1000ml的烧杯、天平、抄页器以及干燥器。

3.2 切割实验

因为卷烟生产过程中,要根据过滤嘴的长短来切割水松原纸,从降低生产成本的角度出发,要考虑加入不同细度滑石粉作填料生产的水松原紙对切割刀的磨损,选择最佳细度的滑石粉以便在后续的试验过程中使用。

为了保证实验的准确性,实验中使用的生产设备、检测设备、操作员工必须一致。

3.3 机台中试

在相同的实验条件下,选择最佳细度的滑石粉代替造纸中常规使用的碳酸钙,分别对加入滑石粉和加入碳酸钙两种不同填料的成纸的物理指标和外观进行检测,对检测结果进行比对分析。

实验采用连续配浆的方法,分别在搅拌箱内连续加入填料,真空系统和干燥过程要结合实际情况进行相应调整,聚酯网孔径为45μm,实验中的其它辅助剂和造纸机参数必须保持不变。

设置造纸机参数:纸张定量36g/m2、灰分16%,首先将碳酸钙作为填料加入搅拌箱内(加入填料的数量根据实验中灰分的设定而定),待造纸机运行稳定后取样检测;然后将滑石粉作为填料加入搅拌箱,待造纸机中加入碳酸钙填料的浆料完全用完、开始使用加入滑石粉填料的浆料并稳定运行两小时后取样检测。

为了保证实验的准确性,实验过程中使用的生产设备、检测设备、操作员工和实验环境必须一致。

3.4 印刷实验

水松原纸的印刷是一种凹版的印刷方式,其印刷质量和效果与原纸、印刷设备、印刷设备的参数版辊、环境以及油墨都具有极为紧密的联系,因此,实验过程中除原纸外的其他实验因素必须保持一致。

分别选取添加滑石粉的A样和添加碳酸钙的B样的纸辊各一个,在印刷机中完成印刷。

印刷质量和效果的评价内容包括印刷色泽均匀程度、饱满度以及光滑度,我们采用评分的方法对印刷质量和效果进行评价,分别将A样、B样的样品和图2所示的3个标样进行比对,效果比标样1好的评分为5分,而效果在标样1和标样2之间的评分为4分,效果在标样2与标样3之间的评分为3分,比标样3差的评分为2分。

分别各取10个完成印刷的A样样本和B样样本,按以上描述的评分方法分别对20个样本进行打分,以此来验证两个水松原纸的印刷质量和效果,并开展相应的比对。

4 实验数据分析

4.1 抄纸实验的数据分析

通过对表1数据分析得出以下结论:在纸张数量相同的条件下,加入15μm滑石粉作填料的水松原纸的纸张厚度、平滑度、不透明度、纸面均匀度等质量指标最好。

4.2 切割实验分析

依次对分别加入45μm、20μm、15μm、10μm四种细度滑石粉作填料生产的水松原纸进行切割后的切割刀磨损情况进行鉴定,可以得出以下结论:在纸张数量相同的条件下,切割加入15μm滑石粉作填料的水松原纸对切割刀磨损最小。

4.3 机台中试的数据分析

根据抄纸实验和切割实验的结论,在机台中试实验时选择15μm滑石粉作为填料进行实验,加入滑石粉填料的标识为A#样、加入碳酸钙填料的标识为B#样。

通过对表2、表3分析后得出以下结论:加入15μm滑石粉的A样在填料留着率、单程留着率都比加入碳酸钙的B样高;在成纸方面,加入15μm滑石粉的A样在平滑度、抗张强度、不透明度、挺度、表面强度和匀度状态等表重要性能指标都优于加入碳酸钙的B样。

4.4 印刷实验的数据分析

根据抄纸实验和切割实验的结论,在印刷实验时选择15μm滑石粉作为填料进行实验,加入滑石粉填料的标识为A#样、加入碳酸钙填料的标识为B#样。

图3是10个A样和10个B样的印刷质量和效果评价,从图3可以一目了然看出10个加入15μm滑石粉的A样在印刷质量和效果方面全部优于10个加入碳酸钙的B样,因此,可以得出以下结论:加入15μm滑石粉充当水松原纸填料,能够获得更加优秀的印刷质量和效果。

5 结论

文章通过对不同细度滑石粉和碳酸钙作为水松原纸填料进行实验和比对分析,可以得出以下结论:选择细度为15μm的滑石粉做为水松原纸填料,生产的水松原纸在平滑度、抗张强度、不透明度、挺度、表面强度和匀度状态等重要性能指标方面都优于碳酸钙填料;对于生产水松原纸的企业而言,选择细度为15μm滑石粉作填料,其留著率比碳酸钙高,可以有效降低生产成本;对于使用水松原纸的企业而言,切割加入15μm滑石粉作填料的水松原纸对切割刀磨损要小于切割加入碳酸钙作填料的水松原纸,可以有效降低生产成本。有关部门和企业应该对使用滑石粉作为水松原纸填料展开更加深入的研究,以此来有效推动水松原纸的可持续发展。

参考文献:

[1]韩邦超,刘春亮,王洪伟.滑石粉作为造纸填料在水松原纸中的应用[J].天津造纸,2018,40(01):7-9+18.

[2]赵丽君.TL-1用作纸张填料的可行性研究[D].大连工业大学,2014.

[3]余洋.造纸填料覆膜改性技术及其在高填纸中的应用[D].浙江理工大学,2013.

[4]我国滑石粉在5年内仍居造纸填料主导地位[J].造纸化学品,2002(02):46.

[5]宋宝祥.滑石粉在造纸工业中的应用及发展前景[J].非金属矿,1996(06):13-15.

作者简介:陈向波(1966-),男,广东信宜人,在职研究生,工程师,研究方向:非金属矿滑石的研究和应用。

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