浅谈影响纸张不透明度的因素

浅谈影响纸张不透明度的因素

陈振芬

（牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江

中图分类号：ＴＳ７７

牡丹江１５７０１３）

文献标识码：Ｂ

造纸产品主要是用作生产资料，其中一半以上用于印刷材料，因此大部分纸张必须能够提供不透明性。纸张的不结构对光散色的结果，在纸中形成不透明性的机理有：反射、折射、衍射和吸收。影响纸张不透明度的因素很多，主要因素为纤维结合力，此外，颜料的性状和用量，助留剂的使用，纸的定量、纸机压榨和压光的线压力等，也对不透明度有影响，纸的各个指标都是相互制约的，而造纸的过程就是使所有的原材料的性能都达到最大化，使各个指标达到一个平衡。结合生产实践，从以下几个方面谈谈影响纸张不透明度的因素。

５）麻类纤维原料最大的特点是纤

维含量高，纤维细长、强度高、纤维弹性好，用麻类纤维原料生产的纸，纸质柔

机理反射折射衍射

表２不透明性的机理描述

影响因素折射率折光指数

光从颗粒表面反射光进入并离开一个

颗粒时发生弯曲光从小颗粒附近通过时发生弯曲光被一种材料吸收

“光学均一性”软细腻，不透明度高。透明性，就本质说是纸张

６）阔叶木浆纤维细小，比表面积较

大，所以反光折光好，不透明度高，泰国的桉木透气度指标虽很大，但其纤维太细小，强度低，在短纤维原料中，综合强度和不透明度指标，葡萄牙和巴西的桉木为最佳短纤维原料。而实际生产中，要结合其它指标综合考虑。

颗粒尺寸

吸收组成

７）纤维细胞壁厚腔小的纤维比较

僵硬，纤维之间结合差，抄成纸的强度低，但纸质较疏松，透气性好，吸水性好，不透明度好。

图１

示意图

２．２纸中成分的折射率

纸内部不透明性绝大部分来源于

１原料８）不同浆种在打浆与未打浆状态

下的不透明度对比（表１）。

表１纸浆种类烧碱法西班牙草浆

硫酸盐桦木浆亚硫酸盐针叶木浆草浆

未打浆经打浆未打浆经打浆未打浆经打浆未打浆经打浆

不同浆种不透明度对比

相对不透明度％

折射率的不同，颗粒大小对于整个颜料散射的贡献不大。纸中折射率最小的成分是空气１．００，也是性能价格比最好的遮光剂，折射率最大的是金红石型钛白粉２．７２．

表３

组

分

纸中成分的折射率折射率

组

分

折射率

１）植物细胞本身是无色透明的，植

物纤维之所以不透明，是因为含有木素、树脂和其它使纤维不透明、并带有由白色到深褐色的物质。

半纤维素含量少的２）木素含量多、

浆种可提高纸张的不透明度。磨木浆及盘磨机械浆中木素含量高，光散色系数大，不透明度高，化学浆中木素含量低，光散色系数小，不透明度低。并且木素含量多的纸浆不易打浆，纤维之间结合力差，故不透明度好，反之，半纤维素含量少，纤维之间结合力差，不透明度也好。

１００９５８５８４８４７８８２￣８６６９￣７３

金红石钛白粉锐钛型钛白粉沉淀碳酸钙研磨碳酸钙高岭土

２．７２２．５５１．６６１．５６１．５７１．５９１．５７

三水氢氧化铝

淀粉聚乙烯醇沉淀氧化硅

水空

气

１．５７１．５３１．５４１．４５１．３３１．００１．５３

２颜料

颜料的晶形、颗粒大小、大小分布以

煅烧高岭土滑石粉

纤维素

３）几乎含有原木所有成分的磨木

浆纤维是最不透明的，所以，在纸的配比中加入磨木浆，有助于提高纸的不透明度。

及分散性能等，均影响纸张的不透明性。

纸张中颜料的性能是由许多因素组颜料留合在一起决定的，例如质量平衡、驻率、电荷化学性质以及散色等，使所有

２．３颜料在纸配料中要有良好的分散当颜料与一种具有较低折射率的

４）在各种纸浆中，西班牙草纸浆具

（最好是空气）接触时，其较高的折介质

射率才能被充分利用，当颜料接触到另一个颜料颗粒时，散射效率就会降低。实际上有５个或更多的颜料颗粒相互接触时，估计总的散射效率将会减少

有最大的不透明度，其次是阔叶木浆、性能都达到最大化是非常重要的。

颜料种类的选择要考虑到施胶及针叶木浆、最后是草浆。与棉浆相比，亚麻或大麻纤维能使纸张有更多的不透明度。

生产成本等因素。

２．１颜料提供不透明性的机理（表２）

ＳｏｕｔｈＷｅｓｔＰｕｌｐＡｎｄＰａｐｅｒ２００６．Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．３５３

纸机中的助剂，因它是贡献不透明性的主要颜料。

５０％，所以说，保持颜料良好分散是充

分地应用钛白粉散射能力的关键，不良的分散将会造成局部的拥挤，颜料颗粒变得很紧密地包裹在一起，降低颜料的折射、反射和散射效率，提高纸张的不透明度。

机器调节、稀释、浆料的使用、加入点以及添加顺序等这些过程的目标都是为了最大化颜料在原料中的分散程序。如进口碳酸钙具有分散性好的优点，可以保证纸张的均一性，折光性好，从而使纸张的不透明度高。

４４．１４．２

纸页成形的影响

用陶瓷脱水板代替案辊，改进纸复合压榨取代普通压榨，采用可

２．５提高颜料的含量可改进纸张的不纸张不透明度的提高与填料的加

页匀度，可提高不透明度。

控中高辊压光机，改善纸页紧度状况，降低压榨、压光各部线压力来提高不透明度。

透明度

入量并不是成比例的关系。

提高颜料的含量可改进纸张的不透明度，但会造成纸张机械强度的降低及产生掉毛掉粉现象。

为了保持颜料有较高的存留率，必须克服电荷需求，当颜料粒子非常小的时候，则无法通过过滤机理来实现经济保留，所以，必须使用助留剂系统，通常是使用一种相反电荷的聚合物或淀粉助留体系，将颜料附着到纤维矩阵网络中，每一种造纸成分都具有各自的电荷需求。

４．３采用聚酯成形网及白水回收系统

来提高细小纤维保留率，提高纸页不透明度。

４．４随着纸页表面粗糙度的提高，光

散射增加，纸面越粗糙，纸越不透明，纸面的网纹和毯纹也增加纸的粗糙度，因此纸的不透明度增加，可以假定认为，在纸的定量变化不大的范围内，纸的不透明度与每平方米的克重成正比。

２．４不同颜料对不透明度的贡献不同碳酸钙、滑石粉、钛白粉、白炭黑及

瓷土等颜料在纸中加填均可提高纸的粒子不透明度，由于它们的粒子形状、大小及折射率不同，所以对不透明度的贡献也不同。

对同一种颜料来说，颗粒的大小能够影响纸张的不透明度的高低，颗粒越小，在同一用量下对提高纸张不透明度也越大，同时，颜料的颗粒细，覆盖能力就越大。但是颜料粒子不能太细，否则保留率太低，并因光线绕射，透明性也大。

在同等质量的白色颜料中，二氧化钛的表面积最大，折射率最高，金红石型二氧化钛在白色颜料中折射率最高，性能也最佳。

钛白粉应该是最后一个加入到造

４．５４．６

干毯贴缸越紧，纸越透明，可通过细小纤维的光散色系数比中长纤

３３．１

打浆的影响

纸的紧度越高，从纸内挤出的空

降低干毯贴缸程度来提高不透明度。维组分大１倍以上，纤维在成形网上分布均匀，致密，无针孔，不透明度高。

浆料筛份和相对的光散射指标，以（表４）磨木浆为例

表４

浆料筛粉与相对的光散射指标

相对光散射指标

磨木浆的筛份

长纤维中等长纤维中等长纤维和细小纤维混合物

细小纤维

气越多，纸层中空气介质越少，纸反而接近于均质，光线的折射少，易于透过纸层。纸的透明性越大，所以可以通过减少打浆程度来改进纸的不透明度。

３．２当打浆度升高时，由于纤维结合

力增大，故纸页在干燥时，因表面张力的作用，使纤维极易靠拢，促进氢健的形成和结合力的提高，与此同时，纸张“光发生收缩，紧度增大，于是就减小了学均一性”结构，使不透明度下降。

３２７４９４８２８１２６０

从泰格制造到泰格创造

近日，从湖南泰格林纸集团传来讯息，由岳纸股份公司成功研制开发出的新产品———４８．５ｇ／ｍ２彩印超级软压光纸，经在印刷车速每小时４万份的海德堡Ｍ６００高速商业轮转机上连续印刷１０万份不需擦版，填补了该项产品的国内市场空白。这是泰格集团充分

产品开发及应用文章发挥比较优势，做好技术创新、

结出的又一硕果。

在２００６年全国两会上，全国人大代表、泰格林纸集团董事长王祥呼吁：企业作为国家创新的主体，其创新能力的强弱，直接关系到企业的兴衰存亡，企业要把提升自主创新能力放到更加突出的位置，坚持源于市场，又高于市场，走“调整、开发、创造、组织与实现”的自主创新之路，力争掌握具有自主知识产权的关键技术，形成现实生产力，努力变“中国制造”为“中国创造”。

近年来，泰格集团依托本集团国家级技术中心这一创新主体，以“高起点、高质量、高品位、高技术含量”为方针、坚持“生产一代、开发一代、研究一代、构思一代”的新产品开发策略，注重市场调研和产品的长远发展，坚持持续的技术创新，努力由“泰格制造”

向“泰格创造”转型，成功实现了产品的升级更新换

代。到目前泰格集团成功组织实施了３０项国家及省部级技术创新与新产品开发工作，共计开发国家级与省级新产品２１个，其中国家级新产品４个，省级新产品１７个；申报专利２７项，获国家授权专利１５项；获国家级科技进步奖１项、省部级科技进步奖５项，项目年平均创经济效益９５９０万元，创新技术已成为企业发展壮大的孵化器。特别是２００５年，该集团成功开发研制出的精质轻量涂布纸、高级彩印新闻纸、超级软压光纸、改良新闻纸、高白静电复印纸、高级笔记本纸、热敏原纸等７个新产品中，精质轻量涂布纸、高级彩印新闻纸获得“２００５年省级新产品”称号，轻型印刷纸获得“２００５年国家重点新产品”称号。

要想做创新型企业，就必须要建立运行高效的自主创新机制。自２０００年开始，泰格集团就把建立技术创新的激励机制落到实处，项目立项紧密结合生产实践，采用项目招标制和项目负责人制，先由广大科技人员自由选题，然后经过科技发展委员会批准，再通过招标的方式确定项目负责人。同时设立科技创新贡献奖，每年由集团拿出１００多万元专门奖励在科技攻关中做

出贡献的科技人员。近３年来共拿出３００多万元对实施的２６０多个项目进行了奖励，极大地调动了员工的创新创优的激情，形成了良好的创新创优氛围。

在职称评聘中打破论资排辈框框，采用“能者上、庸者下”的动态机制。每月从科技人员的工作能力、工作态度、工作业绩等方面进行细化、量化考评，在月考评的基础上，进行排序，并与工资奖金挂钩，每年按一定的比例进行优胜劣汰，在内部形成人才合理流动的局面。在科研经费的投入上，该集团按销售收入的比例提取并逐年增加。目前研究开发经费支出额已达到了销售额的３．５％以上，２００５年用在技术开发费已达

“辐射”到每一位员１．２亿元。与此同时，为了使创新

工，该公司于２０００年开始，在全集团内开展小改小革合理化建议，形成了一种人人关注创新、人人参与创新的良好氛围，每年为企业增效２０００万元

随着泰格集团科技创新的强力推进，新技术让企业获得裂变爆发式的迅猛发展，公司总资产、净资产、产能分别１９９８年前的６．４亿元、１．９亿元、６万ｔ增长到现在的８０亿元、３１亿元、７０万ｔ，分别增长了１２倍、１６倍、１０倍，企业由过去的亏损严重到最近五年连续实现利润过亿元，综合竞争力现已跻身造纸行业第４位，成为企业历史上发展最快，效益最好，员工群众得到实惠最多的时期。（闵洲武）

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西南造纸２００６年第３５卷第３期