加拿大木浆技术对比分析

加拿大木浆技术对比分析

技术, 木浆, 加拿大

中国木浆的进口来源主要是加拿大、俄罗斯、智利、美国、新西兰、印度尼亚、巴西、瑞典、泰国和日本等国家。其中针叶浆主要来源于加拿大、俄罗斯、美国、智利、新西兰和瑞典。加拿大浆在我国使用的时间长,品种多,质量稳定,历来是中国长纤维木浆的主要供应商。去年进口量在100万吨左右,占中国木浆进口量的1/6,主要品种有漂白长纤维硫酸盐木浆(NBSK),本色硫酸盐木浆(UKP),漂白硫酸盐阔叶木浆(LBKP),机械磨木浆

(BCTMP)。

目前在中国常见的漂白硫酸盐木浆牌号有:好声,北木,北海,乔治王子,凯利浦,WP(中文的意思是什么?),马牌,天河,月亮,虹鱼等。常见的本色浆有虹鱼,乔治王子,狮牌等。漂白阔叶浆有阿尔派,大河和和平河。常见的机械磨木浆有昆河,骑士,天柏等。

二、加拿大常用制浆材种和纸浆纤维分析的指标

(一)加拿大常用制浆树种介绍:

纸浆质量的关键一是原材料的质量,二是制浆的方法和控制的稳定性。加拿大木浆的主要生产地区是俾诗省和阿尔伯塔省,主要纸浆原料是来自木材加工后的木片。加拿大地处北美大陆,海拔和纬度较高,木材的生长周期很长,一般用来制浆的木材都在50年以上。工厂的采伐有着严格的周期。每个工厂都有自己固定的原料资源,因此木片的配比可以得到严格的保证。比如好声浆就有很多的牌号:HS-100,HS-200,HS-300,HS-400,HS-440,HS-700。哪种牌号是本公司最适合使用的?它的树种纤维情况如何?某种浆目前市场没有供应,可以用什么浆来替代?对工厂来说,这些都需要有很清楚的了解,才能正确使用加拿大木浆。加拿大常用的制浆材种有:红杉(red ceder),小千松(lodgepolepine),雪松(ceder),铁杉(hemlock),白松(white spruce),黑松(black spruce),道格拉斯松(douglas far),杨树(poplar),枫树(maple)等。不同的品牌,来自不同的公司,各个公司原料的材种、木片的配比都是不一样的,制浆的方式可能略有区别,因此虽然都是来源于加拿大的纸浆,实际上内在的质量还是有所区别的。因此如何选择适合本公司纸张生产所需要的木浆,必须在考虑以下几点的基础上对木浆的技术性能指标再进行进一步的了解:1、公司的设备情况 2、公司的使用习惯 3、产品和成本的比例 4、纸浆来源的稳定性 5、纸浆质量的一贯

性。

(二)加拿大纸浆常用的技术指标:

1、加拿大游离度Cdn Std Freeness)ml

表1 游离度和中国常用的叩解度(Schoppe rriegler)之间的关系

CSF(mL) 700 600 500 400 300 200

100

SRo 15 20 25 32 40 55 67

2、耐破因子(mN.m2/g)(Burst Index)

3、撕裂因子(kPa m2/g)(Tear Index)

4、裂断长 (km)(Breaking Length)

5、松厚度(cm3/g) (Bulk)

(三)加拿大纸浆描述纤维性能的指标:

1、纤维的粗糙度:(g/100m)(Fibre Coarseness)

——纤维的长度和纤维的断面形态是描述纤维特性最重要的二个指标——不同的树种甚至同样树种的不同的部分其纤维的长度和断面也是不一样的

——纤维的粗糙度是可以快速测量的一个参数,因此用来解释并控制纸浆的性能——纤维粗糙度的定义是:每长度单位下纤维的重量,用每一百米纤维长度下纤维的毫克重来表示,在数字上,粗糙度=11.1但尼尔(denier)

2、纤维的破裂因子:(Fibre Collapse Factor)

——纤维的断面是内部空心的管状结构,纤维壁厚用t表示,管腔直径用L表示

——纤维的破裂比率是:L/2∏t

(四)加拿大树种和其他国家有关常用木浆的纤维特性比较:

表2 不同树种木浆纤维特性

树种粗糙度(g/100m 破裂因子

辐射松Radiata pine 22 4.6

南方松Southern pine 30 4.8

道格拉斯冷杉Douglas fir 24 5.2

斯堪的纳维亚松Scandinavian pine 20 6

白松White spruce 18 6.3

黑松Black spruce 18 6.3

铁杉Hemlock 20 7

小千松Lodgepole pine 18 7.6

红松Red cedar 16 8.7

高山冷杉Alpine fir 18 9.7

辐射松和南方松是美国浆和新西兰浆常用的制浆材种,斯堪的纳维亚松是北欧国家常用的制浆材种,其他几种树种是加拿大常见的树种。由表2可以看出:纤维粗糙度较高的是辐射松和南方松,相对其它北美树种来说道格拉斯冷杉的粗糙度也比较高。造成这种变化的原因是纤维的壁厚和纤维直径的变化。辐射松和南方松的纤维壁厚是最大的,因此适用来制成一些松厚度和透气度较高的纸张,而其他材种比较适合于抄造定量低的薄型纸张。在通常的情况下,粗糙度低的纤维意味着纤维更加柔软、扁平,纤维的内部直径更小,抄造的纸张更加细密和平整。选择浆种的基本理念:

——粗糙的纤维意味着:高的撕裂度,高的松厚度,高的适印性能,高的表面粗糙度。——细密的纤维意味着:高的强度,低的松厚度,低的印刷性能,高的表面平滑度。

通常来说,纤维的粗糙度和纤维的壁厚呈现出一种线形上升的关系。表3 加拿大常用纸浆

的纤维壁厚和数量

树种粗糙度mg/100m 纤维壁厚μm 纤维数量*106/gram

Douglas-fir 24 4 1.8

Hemlock 20 2.7 2.8

Spruce/pine 18 2.2 3.6

Cedar 16 1.6 4.2

由表3可以清楚的看出,加拿大的材种之间的纤维形态差别也是很大的,从某种意义上讲,雪杉的纤维是最适合造纸用的纤维,它更加细密柔软,抄造的纸张更加平滑。

因此通常情况下我们可以通过对某种纸浆的原料配比来得出那种纤维更加适合。在选择的过程中还需要进一步考虑其他相关的因素,比如价格、配比、公司的设备适应情况等,总之对技术工艺人员而言,要全面考虑如何选择纤维。

三、漂白长纤维针叶浆的常见技术指标对比

(一)加拿大各种品牌漂白木浆的原料树种的配比对照表:

表4 加拿大各种品牌漂白木浆的原料树种的配比对照

树种组成

品牌 Homlock White Spruce Red

Cedar Douglas-fir Lodgepole pine Others

好声100 100%

好声200

好声300 100% 好声400 40% 30% 30%

好声440 50% 50%

好声700 50% 50%

北木 40 50 10

北海 40 50 10 凯利蒲 13% 19% 66% 2% 马牌 50% 50% 克劳夫顿BC—E 50% 50%

克劳夫顿HF—E 35% 65% 月亮

虹鱼

白金 50 50

和平河 90 10

天河 50 50 由表4可以看出,实际上虽然都是地产加拿大木浆,它们之间的差别还时存在的。

(二)加拿大木浆的纤维性质的比较:

原料树种和制浆方式之间的差别,各种纸浆的纤维性质也有很大的差别:

表5 各种纸浆纤维形态的差别

纤维性质好声100 好声200 好声300 好声

400 好声440 好声700 凯利蒲CP 马牌HMC 克劳夫顿BC—E 克劳夫顿HF—E 北木北海虹鱼月

亮白金和平河天河

纤维平均长度

mm 3.1 3 2.9 3 3 2.29

2.34 2.31 2.5 2.8 2.8 2.5

纤维平均粗糙度

mg/100m 20 20 17 18 19 15.5 18.4 14.2 22 19 19 21

纤维平均含量106根/

克 2.9 3.2 3.9 3.6 3.4 5.63 3.05 2 3

初始游离度CSF

(mL) 620 650 600 620 630 6 77 689 635 715 720 700 680 60

0 600 703

从表5可以看出,加拿大木浆的基本平均重均长度在2.5-3mm之间。纤维的粗糙度在14-22mg/100m之间。纤维的平均含量在2-5*106根/克之间,这个指标的差距有点大。这和材种,制浆方式有很大的关系,但是最主要的还是原料木片的配比。

(三)、加拿大各个品种木浆强度性能分析:图 3 不同木浆游离度与裂断长比较

从图3可以看出,打浆曲线的变化情况。也就是说如果需要控制打浆功率和强度的选择,那么可以提供相应的指导。曲线偏上的意味着只需要较少的能量就可以提前打浆到预定的

裂断长。可以较好的节约功率。

(四)撕裂度

表6 不同木浆游离度与撕裂度比较

)撕裂度(mN) 700/15 600/20 500/25 游离度

(ml/SR 400/32 300/40

好声100 25.8 15 11.6 11 10.13 北海 25 14 11 10.5 9.5 乔治王子 28 14.5 11.5 10.2 9.6 北木 27 10.7 9.4

CP 10.1 9.2 9 8.8

CKBC-E HMC(马牌) 22.9 18.5 13.9 12.4 11.8

CKHF-E

PIECE RIVER 9.2 11.2 12 12.3 天河 21.7 13 10.9 9.7

WP 23.6 19.1 13 10.9 9.9 Celgar(月亮) 14.3 11.5 10.7 10

狮牌SPFC-E 27.8 15 11.5 10.1 9.9 CK1-E 24 16.6 14.2 13.2 12.6 KAMLOOPS(虹鱼) 15.3 14.4 11.9 11.2 10.6 虹鱼-T 15.9 15.4 14.2 13.6 13.1

对撕裂度的要求是在打浆后期的变化越小越好,因为撕裂度与纤维的长度在一定范围内成

比关系。

(五)游离度和耐破度的关系如下:

表7不同木浆游离度与耐破度比较

) 游离度

(ml/SR 700/15 600/20 500/25 400/32 300/40 耐破度(kPam2/g)

好声100 2.8 6 7.7 8 8.7

北海 2.5 8 9.5 9.7 10 乔治王子 2.9 7.8 9.4 9.8 9.9 北木 1.8 7.5 8.7 9 9.4

CP 2.2 5.5 8.5 9 9.5 HMC(马牌) 1.7 5.2 7.1 8.2 9

PIECE RIVER 7.8 8.8 9.4 9.7 天河 1.76 6.37 7.6 8 8.3

WP 2 3.6 5.9 7.2 7.7 Celgar(月亮) 2.6 7.2 8.4 8.9 9.2

狮牌SPFC-E 2.8 6.2 8.3 8.91 9.3 CK1-E 2.3 6.7 7.7 8.1 8.3

KAMLOOPS(虹鱼) 1.5 4.9 6.9 7.3 7.6 虹鱼-T 1.2 4.9 5.9 6.2 6.6

由表7可以清晰的对加拿大进口的纸浆性能有一个比较明确的认识和比较,在使用时也可以根据本公司情况来选择使用。对于要求抗张强度高,耐破度高,表面平滑的纸张可以选用一些容易打浆的浆种。对于要求纸张裂断长和耐破度要求高的纸张,可以选用指标靠上的一些纸浆。在一些实际使用的情况下,比如说,在生产卷烟纸中,北木浆具有不可替代的性能,其染色性能超过其他有些品种。因此,中国四大卷烟纸厂在生产卷烟纸的时候都配比使用北木浆,而在生产高档卫生纸的时候,好声浆具有很好的柔软性能和吸附性能,加入20%-30%的好声浆是生产高档卫生纸的最佳配比。

五、本色硫酸盐木浆UKP浆的技术对比

加拿大常见的UKP浆主要有虹鱼和乔治王子,基本上是应用在特种纸张中,如绝缘纸板、绝缘纸和电解电容器纸,电子级的基本技术指标对比如下:

表8 虹鱼和乔治王子浆耐破度的对比

游离度

(ml/SR0) 700/15 600/18 550/22 500/26 400/3

2 300/36 250/46

乔治王子本色

EmN.m2/g 2.5 8 9 9.5 9.7 10 1

0.2

虹鱼本色E

mN.m2/g 1.8 4.5 5.9 6.2 6.6 6.7

6.9

由表8、9发现:在相同游离度条件下,乔治王子的耐破度和裂断长要明显高于虹鱼,是一种优质的抄造绝缘纸板的材料。由图4可看出:乔治王子浆的撕裂度要小于虹鱼,说明了在同样游离度条件下,前者的纤维长度要低于后者,在磨浆过程中,针对这两种浆种在纤维长度方面的差异,不能采用相同的磨浆强度,例如:相对于虹鱼浆来说,在磨乔治王子浆时,磨浆的强度要低一些,这样有利于保护纤维的长度。

图4虹鱼和乔治王子浆撕裂度的对比

表9 虹鱼和乔治王子浆裂断长的对比

) 700/15 600/18 550/22 游离度(ml/SR

500/26 400/32 300/36 250/46

乔治王子

Km 4 9.5 10.4 11 11.5 12 12.2

虹鱼本色

Km 3.4 6.5 8.95 9 9.5 9.55 9.

6

普通级的本色浆和其他国家的本色浆相比较,由于价格比较高,所以在国内的使用量并不时太大,但是在一些特种纸中具有不可替代的优势,因此还是有着很强的需求。

四、结论

在中国,纸业发展一日千里,加拿大木浆的需求量也在不断的增长之中,随着产量的增加,争夺资源性的木浆成为今后的一种趋势,中国对纸浆的需求量,特别是长纤维漂白浆的需求量增加将逐渐显示。世界的长纤维浆产量并没有太多的增长,但是中国的需求量将大大增加,中国在国际纸浆市场的地位大大提高,也带来资源争夺的问题。所以现在有很多具有远见的纸业企业家已经开始做一些长期合同以避免市场波动所造成的风险,这是一项明

智的选择。

本文成于4年以前,有些指标可能有变化,不过可以参考着看。中华纸业期刊中有。

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